Asignado a la Army Balloon Factory en South Farnborough en 1905, buscó la ayuda del coronel John Capper, comandante de la unidad.

Con Capper como mentor, Dunne disponía de un experimentado ingeniero que podría ayudarle a diseñar la primera máquina voladora militar británica.

Los experimentos apoyados por la British Army Council durante 1907 y 1908 continuaron con el avión impulsado D.1-B (una versión modificada del D.1-A), estrellado en su primer vuelo.

[4]​ En 1908, la British Army Council no estaba dispuesta a seguir apoyando los esfuerzos de Dunne y dejó la Balloon Factory.

Una góndola central alojaba al piloto (y pasajero) junto con un motor montado atrás que impulsaba dos hélices propulsoras.

Continuó sus esfuerzos de diseño durante otros tres años, hasta que la mala salud forzó finalmente su retiro del vuelo y los experimentos.

Dunne creó el primer avión sin cola práctico y estable, que fue también el primero en utilizar la plataforma de ala en flecha.

En The Serial Universe (1934) (El universo en serie), The New Immortality (1938) (La nueva inmortalidad), Nothing Dies (1940) (Nada muere) y otras obras, profundizó en el concepto de "serialismo", donde postuló que una regresión infinita, o series de dimensiones existen dentro del tiempo, proporcionando a algún momento presente extensiones en el pasado y el futuro.

Figuras tales como Aldous Huxley y J. B. Priestley abrazaron entusiastamente sus ideas, apareciendo también en la obra de Borges,[10]​[11]​ Jung,[12]​ Adolfo Bioy Casares o William S. Burroughs.