4 мая 1924 года был осуществлен «прорыв» в сторону увеличения дальности и продолжительности полета. Французский инженер Эмиль Эмишен пролетел на своем вертолете 1100 м по замкнутому треугольному маршруту. Полет продолжался 7 мин 40 с. Летательный аппарат Эмишена (созданный в 1923 году) представлял собой четырехвинтовой вертолет с двухлопастными несущими винтами диаметром 6,4 м, установленными на концах фюзеляжа ферменной конструкции. Их приводил в движение ротативный двигатель мощностью 120 л.с.
25 сентября 1929 года совершил первый полет автожир КАСКР-1 «Красный инженер» Н.И. Камова и Н.К. Скржинского. Автожир пролетел расстояние 250 м, высота полета составила 2–3 м. КАСКР-1 вошел в мировую историю вертолетостроения как первый советский винтокрылый летательный аппарат и как первый летательный аппарат вертикального взлета и посадки, названный «вертолетом». Это название предложили сами конструкторы. Двухместный автожир КАСКР-1 был построен на базе самолета Avro-504K. Он был оснащен двигателем М-2 мощностью 120 л.с., который приводил в движение два четырехлопастных несущих винта.
В октябре 1930 года итальянская машина конструкции д'Асканио пролетела 1078 м, став первым вертолетом, преодолевшим расстояние свыше 1 км. Два двухлопастных несущих винта, вращавшихся в противоположных направлениях, и три воздушных винта с изменяемым шагом для продольного и бокового управления приводились в действие двигателем Fiat A-50 мощностью 50 л.с.
14 августа 1932 года А.М. Черемухин установил на первом советском вертолете ЦАГИ 1-ЭА неофициальный мировой рекорд высоты полета — 605 м. ЦАГИ 1-ЭА проектировался по схеме Б.Н. Юрьева, разработанной им еще в начале века.
Два поршневых двигателя М-2 мощностью 120 л.с. каждый вращали четырехлопастный несущий винт.
Лопасти смешанной конструкции имели сложную эллиптическую форму и отличались аэродинамической компоновкой, которая обуславливала высокие тяговые характеристики несущего винта. ЦАГИ 1-ЭА был оснащен автоматом перекоса конструкции Б.Н. Юрьева, обеспечивающим управление общим и циклическим шагом лопастей несущего винта. Первый полет ЦАГИ 1-ЭА совершил в августе 1930 года.
После успешных испытаний первого полноценного вертолета ЦАГИ 1-ЭА конструкторы ЦАГИ вернулись к разработке автожиров.
3 мая 1934 года была закончена постройка первого автожира А-7. Он представлял собой двухместный автожир с тянущим двухлопастным винтом, трехлопастным несущим ротором и неубирающимися шасси. В качестве силовой установки использовался двигатель М-22. Автожир А-7 3А имел крыло, которое состояло из центроплана и консолей. 20 сентября 1934 года аппарат совершил свой первый полет.
21 декабря 1935 года Gyroplane конструкции Луи Бреге и Рене Дорана впервые развил скорость 100 км/ч. Вертолет имел двигатель Hispano-Suiza 9Q мощностью 350 л.с., приводивший в действие два соосных двухлопастных несущих винта, вращавшихся в противоположных направлениях. В 1936 году Gyroplane Бреге-Дорана поднялся на высоту 158 м и провел в воздухе больше часа, преодолев за это время расстояние в 44 км.
26 июня 1936 года состоялся первый полет двухвинтового вертолета поперечной схемы Focke-Wulf Fw-61 конструкции профессора Генриха Фокке. Вертолет был оснащен двигателем мощностью 160 л.с., приводившим в движение два несущих трехлопастных винта, вращавшихся в противоположные стороны. Винты располагались по обеим сторонам фюзеляжа на кронштейнах из металлических труб. В июне 1937 года на этом летательном аппарате (пилот Эвальд Рольфс) был установлен мировой рекорд дальности полета по замкнутому маршруту для вертолетов — 122,35 км и рекорд продолжительности пребывания в воздухе — 1 ч 25 мин 49 с. В ходе других полетов этот вертолет установил рекорд высоты — 3427 м и рекорд скорости — 122 км/ч. В 1938 году выдающаяся немецкая летчица-испытатель Ханна Райч летала на нем внутри Центрального выставочного павильона в Берлине.
14 сентября 1939 года И.И. Сикорский впервые оторвал от земли свой вертолет. Им стал VS-300 (S-46). Вертолет имел простой ферменный фюзеляж без обшивки. Первоначально на нем был установлен двигатель Lycoming мощностью 65 л.с. Вращение от него на трехлопастный несущий винт передавалось посредством клиновых ремней. Хвостовой однолопастный рулевой винт располагался на длинной коробчатой балке, склепанной из листовой стали. В дальнейшем с целью улучшения технических характеристик вертолета в его конструкцию были внесены некоторые изменения: двигатель Lycoming был заменен на Franklin мощностью 90 л.с., однолопастные рулевые винты — на двухлопастные. Однако полеты по-прежнему сопровождались большими вибрациями. 13 мая 1940 года Игорь Сикорский совершил первый полет на S-46 без привязи. Вертолет продержался в воздухе более пятнадцати минут. 6 мая 1941 года вертолет Сикорского установил мировой рекорд пребывания в воздухе — 1 ч 32 мин 49 с.
4 марта 1940 года Правительство СССР издало Постановление о создании нового вертолета, к разработке которого приступило ОКБ-3 МАИ под руководством И.П. Братухина. 27 июля 1940 года был утвержден эскизный проект вертолета, получившего обозначение 2МГ «Омега» (двухмоторный геликоптер). В основу его конструкции была положена двухвинтовая поперечная схема. Два рядных двигателя воздушного охлаждения МВ-6 Renault мощностью 220 л.с. каждый вращали два трехлопастных несущих винта. На «Омеге» двигатели были установлены вместе с несущими винтами в мотогондолах по концам консолей, что облегчало их замену. С целью сокращения длины консолей была увеличена нагрузка на винты, что позволило уменьшить их диаметр и габариты всего вертолета. Последующие разработки КБ И.П. Братухина, в частности, вертолеты «Омега-II» и Г-3 были созданы на базе первой «Омеги». Этот аппарат на целое десятилетие определил концепцию вертолетов конструкции И.П. Братухина. 18 августа 1946 года на авиационном параде в Тушино впервые демонстрировались двухвинтовые вертолеты поперечной схемы «Омега-II» и Г-3.
В 1942 году немецкий вертолет Flettner Fl-282 Kolibri взлетел с крейсера «Кельн», став первым вертолетом палубной авиации. Вертолет был оснащен двигателем Bramo-14A, установленным в середине фюзеляжа. Два двухлопастных винта были синхронизированы так, чтобы их лопасти оказались параллельными при угле поворота 45°. Угол установки винтов был 12° в сторону от фюзеляжа и 6° — вперед. Fl-282 Kolibri был выполнен по схеме с пересекающимися роторами: левый вращался против часовой стрелки, правый — по часовой стрелке. Такая схема обеспечивала хорошую управляемость и позволяла сделать конструкцию компактной, что было важно при базировании на палубе.
14 января 1942 года состоялся первый полет вертолета R-4 фирмы Sikorsky. Двухместный R-4, созданный на базе VS-300, стал первым в мире серийным вертолетом. Звездообразный двигатель воздушного охлаждения Warner R-550 мощностью 175 л.с., расположенный в центральной части фюзеляжа, приводил в движение трехлопастный несущий винт. Лонжерон лопасти представлял собой стальную цельнотянутую трубу с шестью ступенями, диаметр которых постепенно уменьшался от комля к концу. Нервюры лопастей были деревянными, обшивка — полотняной. 30 мая 1942 года он был принят на вооружение американской армии, 29 декабря 1943 года Сикорский получил заказ на производство 22 вертолетов для американской армии и береговой обороны.