1917年,美國參加第一次世界大戰,艾倫才不過廿一歲,他加入美國陸軍並習得飛行,成為飛行教官。數個月之後,他先被送往英國學習英國的試飛方法,然後派至俄亥俄州的戴頓市近郊的麥庫克機場的美國陸軍試飛中心。於1919年,他被選為美國國家航空委員會最早的兩名試飛員之一,而且很快的就因為近乎吹毛求疵的工作態度而打響知名度。當艾倫在享受飛行的同時,他也沒有忽視未來的教育,先後在伊利諾大學及麻省理工學院研讀航空工程。他於1923至1925年為自由接任務的職業試飛員,1925至1927年則在夏安市及鹽湖城兩地空運郵件。艾倫在1927年加入波音空中運輸公司,該公司剛拿到舊金山至芝加哥的郵件運送合約。不過他試飛員的資歷並未被人忽視,反而益受看重,尤其是來自波音飛機公司。
在1930年代之前,艾倫已成為業界十分尊重的獨立試飛員及航空工程顧問,經常受雇於最主要的幾個飛機製造商或主要航空公司,例如東方航空和泛美航空。只要打出他的名號:艾倫出現在駕駛艙內,那麼該型飛機的首飛的保險費用就可以減少。不過,艾倫首飛過的飛機的名單卻是愈來愈長,其中包括波音的83型機,也就是後來的F4B戰鬥機、道格拉斯的DC-2、賽考斯基的S-43、波音的B-17B/C/D/E/F轟炸機、波音的XB-15及XB-29、寇帝斯的CW-20 (C-46)、洛克希德的49型機,也就是後來的星座式運輸機。隨著經驗及聲望的累積,艾倫也成為倡導者,鼓吹在研發任何一種量產機型之前,必須有更完整和更協調的航空工程研究。他推動一項觀念:試飛員在初期研發工作時就應參與,而不是到了飛機都已經出廠了,再把試飛員找來。1939年4月26日,艾倫成為波音公司的空氣動力學及飛行研究主任,在那個職位上真正實踐他的理念於B-17及B-29轟炸機的研發工作,建立了一個最先進的飛行研發設施。他生涯中最大的挑戰之一是B-29的研發,雖然它的首飛沒有任何意外,但測試計畫卻不順遂,其引擎是最大的麻煩,發生空中失效許多次,XB-29原型機最早的27個飛行小時就換了16具引擎。
1942年12月30日,艾倫駕駛第二架XB-29原型機迫降,其中兩具引擎著火,還有一具引擎幾乎失效。1943年2月18日,他又駕駛XB-29原型機,這次的情形更遭。在艾倫由波音機場起飛後八分鐘,他報告有一具引擎著火,必須折返。看起來火已經熄滅,但是在最後進場時卻發生爆炸。在引擎掛架之間的機翼有一部份被炸飛,無線電中只聽到機翼著火,濃煙竄進駕駛艙。雖然三名機員都逃離的飛機,但高度太低來不及張開降落傘。XB-29原型機在完全沒有人控制之下,墜毀於離跑道三英哩之外的一家肉品包裝工廠,艾倫和他的組員以及十二名工廠人員在這次意外中罹難。在第二次世界大戰結束後,美國總統杜魯門也特別撰文悼念艾倫及其他試飛員的貢獻。
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