Lotnicza kariera Skarżyńskiego zaczęła się w efekcie zbiegu okoliczności. Uznany za niezdolnego do dalszej służby w piechocie, jedyną szansę na pozostanie w wojsku znalazł w lotnictwie. Szkołę lotniczą ukończył w 1925 roku, po czym uzyskał przydział do 1. Pułku Lotniczego w Warszawie. 12 kwietnia 1927 został mianowany kapitanem.
Jego ideą stały się wkrótce dalekie przeloty sportowe. W 1931 r. wraz z por. Andrzejem Markiewiczem wykonał na polskim samolocie PZL Ł.2 rajd dookoła Afryki, pokonując dystans 25 770 km i stając się lotnikiem znanym w Polsce, a także na świecie.
Lot Warszawa – Rio de Janeiro
8 maja 1933 na jednomiejscowym samolocie polskiej konstrukcji RWD-5bis, adaptowanym do dalekiego lotu, jako pierwszy Polak przeleciał nad południową częścią Oceanu Atlantyckiego, z zachodniego wybrzeża Afryki do Brazylii.
Przelot nad Atlantykiem był etapem na trasie Warszawa–Rio de Janeiro, pokonanej między 27 kwietnia a 24 czerwca 1933. Skarżyński rozpoczął podróż 27 kwietnia 1933 r. z lotniska na Okęciu i – lecąc przez Lyon – wylądował 3 maja w Casablance, a następnie 4 maja dotarł do Saint Louis w Senegalu. Stamtąd wystartował późnym wieczorem 7 maja i po – ponad 20 godzinach lotu – wylądował 8 maja w Maceio w Brazylii. W ten sposób – wynikiem 3582 km – ustanowił międzynarodowy rekord odległości w klasie C kategorii II samolotów turystycznych o masie własnej do 450 kg. Do legendy przeszedł m.in. fakt, iż Skarżyński odbył lot w garniturze, a nie kombinezonie pilota.
Dokonanie Stanisława Skarżyńskiego i jego pobyt w Ameryce Południowej zostały znakomicie wykorzystane przez polskie władze do celów propagandowych. Zorganizowano liczne spotkania z Polonią w Brazylii i Argentynie, jak również z przedstawicielami władz w obu krajach. Początkowo plan zakładał dalszy przelot do USA i dopiero stamtąd powrót do Europy. Polskie Ministerstwo Spraw Zagranicznych podjęło jednak decyzję o skróceniu podróży. Kapitan Skarżyński 11 lipca 1933 r. wypłynął z Rio de Janeiro statkiem do Boulogne. Jego samolot został rozłożony na części i przetransportowany w ten sam sposób. Rejs zakończył się 27 lipca. Kilka dni później, 30 lipca, polski rekordzista wylądował na lotnisku Lublinek koło Łodzi. Rajd o łącznej długości 18 305 km zakończył się oficjalnie na lotnisku mokotowskim w Warszawie 2 sierpnia 1933 r.
Za swój wyczyn Stanisław Skarżyński otrzymał w 1936 r. od Międzynarodowej Federacji Lotniczej (FAI) Medal Louisa Blériota za rekord odległości w lotnictwie lekkim. Samolot, którym leciał do dziś jest najmniejszym samolotem, który pokonał Ocean Atlantycki.