Am 15. Oktober 1783 gelang dem damals 26jährigen Phsyiker mit Bewilligung die Fahrt mit einer Montgolfière (einem Heißluftballon ) der Brüder Montgolfier in dem er eine Höhe von 26 Metern erreichte. Damit gelang ihm die historisch gesicherte bemannte Luftfahrt der Menschheit der war jedoch noch mit Fesseln am Boden
Am 21. November führt er den ersten freien Flug der Geschichte der Menschheit durch. In der Fahrt schwebt er zusammen mit Marquis François 12 km vom Zentrum Paris ' bis zu den Randbezirken der französischen
Er entwickelte die nach ihm benannte eine Kombination aus Wasserstoffballon und Heißluftballon . Am 15. Juni 1785 startete er mit einem solchen Ballon Boulogne aus in Richtung Großbritannien . In 900 Metern Höhe entzündete sich Wasserstoff und Pilâtre de Rozier und sein Pierre Romain kamen ums Leben. Sie waren ersten Todesopfer der Luftfahrt .