В декабре 1914 года специально для «Муромцев» было создано уникальное авиационное подразделение – Эскадра воздушных кораблей (ЭВК), подчиненная непосредственно Верховному главнокомандующему. Начальником ЭВК стал глава РБВЗ М.В. Шидловский, которому присвоили чин генерал-майора (он стал первым генералом авиации в истории России). Штаб ЭВК разместился в польском местечке Яблонна. А уже 15 февраля 1915-го «Илья Муромец» № 150 отправился в первый боевой полет – правда, из-за сильной облачности он прошел безрезультатно. Но уже 24 и 25 февраля мир увидел, на что способны русские тяжелые бомбардировщики. «Муромец» сбросил на станцию Вилленберг свыше 160 пудов (2620 килограммов) бомб. В отчете о налете было сказано, что
5 июля 1915 года «Илья Муромец» № 150 (экипаж – командир поручик И.С. Башко, помощник командира поручик М.В. Смирнов, артиллерийский офицер штабс-капитан А.А. Наумов и моторист младший унтер-офицер А.М. Лавров) принял первый воздушный бой с врагом. Из оружия у авиаторов имелись карабин, ручной пулемет «мадсен» с 250 патронами и 15 бомб. Несмотря на ожесточенный огонь противника, экипаж бомбардировщика успешно выполнил задание и пришел на свой аэродром. За этот героический бой командир корабля И.С. Башко был произведен в чин штабс-капитана и награжден орденом Святого Георгия 4-й степени, получили награды и другие члены экипажа. В годы Первой мировой войны в русской авиации появилась целая плеяда выдающихся летчиков, воевавших на «Муромцах». Кроме И.С. Башко это Г.В. Алехнович, Д.А. Озерский, Г.Г. Горшков, Д.Д. Макшеев, А.В. Панкратьев, А.М. Констенчик и другие.
На «Илье Муромце» воевал и самый экзотический по происхождению русский летчик Первой мировой – негр-полинезиец Марсель Пля. Он в звании младшего унтер-офицера был мотористом на «Илье Муромце» № 10 поручика А.М. Констенчика. Марсель был привезен в Россию подростком, но после начала войны отказался возвращаться во Францию и вступил в ряды русской армии – сначала как шофер, потом как летчик-моторист. Воевал Марсель геройски и за два боевых вылета был удостоен Георгиевских крестов 4-й и 3-й степеней. Первую награду он получил 11 апреля 1916 года