Yirminci yüzyılın başlarında, balon ya da hava gemisi olarak adlandırılan (zeplin) silahların kara ve deniz saldırılarında kullanılması ve ağır mühimmat, yangın bombası ve şarapnel gibi farklı cephane çeşitleriyle saldırı düzenlemeleri neticesinde Avrupa’da hava savunma silahları geliştirilmeye başlanmıştır. Bu dönemde Krupp, Erhardt ve Vickers Maxim, 47 mm, 65 mm, 75 mm ve 105 mm top adaptasyonları gerçekleştirmiştir.
1913 yılına gelindiğinde, yalnızca Fransa ve Almanya sahrada balonlar ve hava araçları ile çarpışmaya yönelik silahlar geliştirmiş, hava savunmanın askeri organizasyon sorunlarına eğilmiştir. Bu sırada Kraliyet Donanması, seri atışlı 3-inçlik (QF 3- inch) ve seri atışlı 4-inçlik (QF 4-inch) hava savunma silahlarını ve ayrıca birçok şekilde monte edilebilen Vickers 1-librelik hızlı ateşli “pom-pom”’ları (Vickers 1-pounder QF “pompom”) savaş alanına çıkarmıştır.
Birinci Dünya Savaşı’nın başlarında hava savunmaya duyulan ihtiyaç, elde bulunan ekipmanın yeteneklerini aştığından, savaşanlar standart topları hava savunmaya uyarlamak durumunda kalmıştır.
1925 yılında İngilizler, Vickers tarafından üretilen, mekanik ve analog bilgisayar destekli hava savunma tahmincisi No:1’i (Mechanical Analogue Computer Predictor AA NO: 1) kullanmaya başlamıştır. Bu cihaz, hedef irtifası bilindiğinde, operatör tarafından hedefi takip edebilme, yön, yükseliş açısı ve tapa tanzimini tahmin etme özelliğine sahipti.
1920’lerin sonunda İsveç ordusu, Bofors şirketine donanma için 40 mm’lik hava savunma silahını ürettirmiştir. Hafif, seri atışlı ve güvenli dört tekerlekli taşıma sistemi de kısa bir süre sonra geliştirilmiştir. Basit olarak 40 mm’lik olarak bilinirken, 2. Dünya Savaşından sonra 17 farklı ülkede kullanılmaya başlanmıştır. İsveçli 40 mm Bofors topu 2. Dünya Savaşında iki taraf için de hizmette kullanılmış, savaşın her noktasında yer almıştır. Günümüzde sahil güvenlik gemileri üzerinde hâlen bulunmaktadır.
1930’larda katı roket yakıtları Sovyetler Birliği ve İngiltere’de üretilmeye çalışılıyordu. İngiltere’de hava savunma atışına ilgi büyüktü ve kesin vuruş için güdüme ihtiyaç olduğu belirlenmişti. Ağır teçhizat ya da tel engel içeren hedeflere karşı kullanılan savaş başlığına sahip 2 inçlik roketler, havaalanı gibi daha küçük hedeflere karşı alçaktan uçan ya da pike bombalaması yapan uçaklara karşı kullanıldı. 3 inçlik roket çalışması İkinci Dünya Savaşı başlayana kadar devam etti.
İngilizler, İkinci Dünya savaşında, toplara ek olarak ayrıca güdümsüz füzeleri de hava savunma silahı olarak kullanmıştır. İngilizler evlerine binlerce roket namlusunu yerleştirmişti; bu ne kadar etkileyici görünse de yalnızca birkaçı hedefe isabet ediyordu.
Normandiya Çıkarmasının (7–30 Haziran 1944) ilk ayında 682 düşman sortisi esnasında Amerikan hava savunma topçuları 92 adet Alman savaş uçağını saf dışı etmeyi başarmıştır.
14 Mart 1945’e gelindiğinde Amerikalıların 64 adet 90 mm’lik, 216 adet 40 mm’lik, 24 adet 37 mm’lik top ve 228 Quad 50 silahı ile yaptığı savunmada 442 Alman sortisinde 142 Alman uçağı düşürülmüştür. Almanlar bu sortilerde köprüyü yıkmayı başaramamıştır. Alman Hava Kuvvetleri; 2. Dünya Savaşı boyunca 14.938’i Almanya üzerinde olmak üzere 29.953 uçağını kaybettiğini, bunların içinden 2.598 adedinin hava savunma silahları tarafından yok edildiğini bildirmiştir. İkinci Dünya Savaşı başladığında, Almanlar 2.600 ağır ve 6,700 hafif flak topu ile dünyadaki en geniş hava savunma sistemine sahipti.
Savaş sonrası analizleri, iki taraf da en gelişmiş hava savunma sistemlerini kullansa dahi, bombardıman uçaklarının büyük çoğunluğunun (yaklaşık % 90) hedeflerine ulaştığını ortaya koymuştur. Savaş sırasında oldukça zor bir durum oluşturmuş olsa da, nükleer bombanın ortaya çıkması ile durum dramatik olarak değişmiş ve artık tek bir uçağın bile hedefe ulaşması kabul edilemeyecek hale gelmiştir.
Güdümlü füzenin icadı ile birçok şey değişmiştir. Almanya’nın güdümlü füze üretme çabaları savaş sırasında sürmüş olsa da kullanıma sunulacak seviyeye getirilememiştir. Bu çabalar, İngiliz karşı savunmasını geçecek kadar geliştirilememiştir. Savaş sonrasında yapılan birkaç yıllık geliştirme ile bu silahlar pratik hale gelmeye başlamıştır. ABD, kendi savunma sistemlerini Nike Ajax füzeleri ile geliştirmiş ve daha büyük hava savunma silahları kaybolmaya başlamıştır. Aynı şekilde SSCB de SA-2 Guideline hava savunma sistemlerini geliştirmiş ve büyük toplara olan ihtiyaç ortadan kalkmıştır.
Toplar ve füzeler arasındaki bu yer değiştirme, 1960’larda başlamış ve 90’larda modern ordularda neredeyse tamamının yeri değişmiştir. İnsan kullanımlı füzeler ya da MANPAD’lar 1960’larda tamamen kullanılabilir hale gelmiş ve gelişmiş ordularda en ufak topların bile yerini almıştır.
Savaş uçaklarının taarruz ve istihbarat amacıyla gemilere karşı kullanılması gemilerin yeni bir muharebe tarzıyla tanışmasına neden olmuştur. İkinci Dünya Savaşı’nda özellikle Pasifik cephesindeki gelişmelerle birlikte, savaş gemilerinin en büyük düşmanının gemiler değil, savaş uçakları ve denizaltılar olduğu anlaşılmıştır.
Modern gemi bazlı hava savunma sistemlerinin yetersiz kaldığını ve anti gemi füzesi yüklü savaş uçaklarının yaptığı tehdidi göz önüne seren en önemli savaş 2 Nisan 1982 Falkland Savaşı oldu. Arjantinlilerin elindeki A-4 Skyhawk, Super Etendards, Mirage ve Mirage bazlı IAI Daggerler ile İngilizlere ait iki muhrip, iki fırkateyn, birkaç çıkartma gemisi batırılmış, sekizden fazla yardımcı gemiye hasar verilmiştir. Bu başarıda Fransız yapımı havadan atılan Exocet füzesinin rolü büyüktür. 1982’de Falkland Savaşında hava savunma maksatlı olarak, Arjantin Silahlı Kuvvetleri, Oerlikon GDF–002 35 mm ikiz namlulu ve SAM Roland gibi zamanının en iyi batı Avrupa silahlarını, İngilizler ise daha yeni üretilen Stinger füzelerini kullanmıştır.
- yüzyılın son çeyreğinde ve 21. yüzyılda artan akıllı mühimmat kullanımı havadan gelen tehditler için ciddi bir güç çarpanı oldu. Buna karşın başta uçaklara karşı koymak için farklı çaplarda uçaksavar toplar kullanılsa da daha sonraları hava savunma füzelerinin de gelişmesiyle, birincil görevi, alan hava savunması yaparak filodaki diğer gemileri korumak olan gemiler yapılmaya başlandı.