В 1911 году завод впервые получил заказ на автомобили для российской армии. Здесь необходимо сделать небольшую ремарку — в нашей научно-популярной литературе часто можно встретить обвинения в адрес русского военного ведомства, которое при закупке техники для армии отдавало предпочтение заграничным заводам, игнорируя отечественные предприятия. При этом обычно умалчивается о том, что большинство этих предприятий еще находились в полукустарном состоянии и рассчитывали на военный заказ как на возможность получить средства для развертывания производства. Военное министерство не считало для себя возможным тратить казенные средства с неясным исходом и предъявляло весьма высокие требования к предприятиям, рассчитывающим на казенный заказ. Из всех русских заводов, производящих автомобили, таким требованиям удовлетворял только РБВЗ, уже имевший налаженное производство высококачественной продукции. Таким образом, речь идет не о предубеждении «косных царских генералов» ко всему отечественному, а об их нежелании пускаться за казенный счет в рискованные авантюры.
«Руссо-Балты» во главе колонны испытательного пробега военного ведомства (май 1913 года). Перед машинами стоят: полковник Секретев, генерал-лейтенант Добрышин, генерал Жилинский, военный министр генерал Сухомлинов
С 1912 года начались поставки автомобилей РБВЗ в Русскую армию. «Руссо-Балты» принимали участие в маневрах и пробегах, организованных военным ведомством для испытания автомобилей, и с честью выдержали эти испытания наряду с лучшими зарубежными автомобилями.
В 1914 году именно на шасси «Руссо-Балтов» были построены первые бронеавтомобили русской армии.
В 1911 году на РБВЗ открывается авиационное производство. Первоначально авиационное отделение завода начало выпуск по лицензии французских аппаратов системы «Соммер». Осенью 1912 года авиационный завод переносится в Санкт-Петербург и получает большой заказ военного ведомства на производство аэропланов «Фарман» и «Блерио». Но руководству РБВЗ этого было мало. Оно решает создать собственное конструкторское бюро, на пост руководителя которого приглашается молодой киевский авиаконструктор Игорь Иванович Сикорский. Это кадровое назначение было рискованным и смелым решением, ведь Сикорский не имел даже инженерного диплома. Однако ставка на талант отечественного конструктора себя оправдала. Уже в 1913 году аэропланы С-10 и С-11 заняли первое и второе места на конкурсе, проведенном российским военным ведомством. Гидровариант самолета С-10 был заказан Российским военно-морским флотом. Это был первый самолет отечественной конструкции, принятый на вооружение нашими вооруженными силами.
Но главным успехом авиастроительного отдела РБВЗ стало создание первых в мире многомоторных самолетов. В то время среди специалистов бытовало мнение о невозможности построить большой аэроплан с несколькими силовыми установками. Но 27 апреля 1913 года состоялся первый полет четырехмоторного самолета «Грандъ», переименованного впоследствии в «Русский витязь». На смену экспериментальному «Витязю» пришел новый самолет, способный выполнять функции дальнего разведчика и тяжелого бомбардировщика, — знаменитый «Илья Муромец». Вплоть до 1915 года ни одна страна в мире не имела подобных аппаратов. В годы Первой мировой войны из этих самолетов было сформировано первое в мире соединение тяжелой авиации — Эскадра воздушных кораблей, командиром которой стал вновь надевший военную форму Михаил Владимирович Шидловский.
В годы Первой мировой войны встал вопрос о расширении производства РБВЗ, а также об эвакуации вагоностроительного и автомобильного производства из прифронтовой Риги. В 1915 году вагоностроительное производство РБВЗ было переведено в Тверь, где разместилось на площадях Верхневолжского завода железнодорожных материалов компании «Диль и Балакан». Автомобильный отдел переводится в Петербург и размещается совместно с авиационным.
В конце 1915 года русское правительство принимает решение о финансировании из казны строительства шести автомобильных заводов, которые должны были обеспечить автомобилями русскую армию и экономику. 21 февраля 1916 года император Николай II утвердил решение правительства об отпуске кредитов на их строительство. Три предприятия возводили в Москве: государственный автозавод в Мытищах, АМО за Симоновой слободой (нынешний ЗИЛ) и РБВЗ в Филях.
Правление общества приобрело имение Покровское — Фили, находившееся «в Московском уезде за Дорогомиловской заставой на р. Москве» и приступило к созданию «Автомобильного РБВЗ» — «Автобалта», или 2-го автомобильного завода «Руссо-Балт».