國父孫中山先生於民國年初,鑒於航空對國防之重要,因此,在討袁受挫後,東渡日本積極籌劃發展我國航空,並洽借日本陸軍教練所,籌組「中華革命黨」航空學校。旅日、美、加等地愛國僑胞及留學生,聞訊紛紛踴躍參加報名,以響應「航空救國」的偉大號召,開學時 國父對學生們特別強調:「將來的戰爭,飛機是決定最後勝利的武器。」並手書「志在沖天」及「航空救國」兩件墨寶期勉國人,使有志「航空救國」的青年,產生莫大的振奮與鼓舞。
先總統 蔣公秉承 國父「航空救國」遺志,在民國17年10月於南京中央陸軍軍官學校內設立航空隊,為中央航校教育之濫觴,亦即本校之前身。民國18年6月航空隊奉令改組為航空班,以南京復成橋前工業學校為校址。這時愛國僑胞捐贈6架弗力根飛機及20架弗克武夫飛機,這就是本校使用教練機的嚆矢。
民國20年3月航空班第一期學生畢業,蔣公親臨主持典禮,同年航空班脫離中央陸軍官校,改隸軍政部航空署,亦名為軍政部航空學校,並以杭州筧橋為校址,蔣公親書「筧橋」兩字,成為航校的精神象徵。
民國21年8月,奉軍事委員長蔣中正先生之命擴大本校組織,改為「中央航空學校」。委員長親兼校長,毛邦初先生擔任副校長。民國21年9月1日正式成立,此後遂訂是日為校慶紀念日。創校初期 蔣公雖然軍務繁忙,仍常到校巡視與訓話。民國23年2月8日手訂「空軍訓條」十二條作為本校師生與全軍將士之座右銘。
民國23年4月領袖改任總校長,5月航空委員會成立,親兼航委會委員長。24年增設洛陽航空學校,成為洛陽分校。同年9月,廣東航校改編併入本校,成為廣州分校。26年抗戰爆發後,本校奉命西遷至昆明。洛陽、廣州兩分校亦相繼抵達柳州。27年元旦,廣西航校併入本校,改為柳州分校,我國的航空教育於焉統一。
民國27年7月,本校在昆明改名為「空軍軍官學校」。翌年改柳州分校為初級班,並移駐祥雲,中級班設於蒙自,高級班則仍於昆明校本部。中級班於29年遷回昆明,初級班則於32年遷往印度臘河。旋以戰時中美合作,本校自12期至24期學生於臘河受完初級飛行訓練後即赴美受中級、高級訓練。
抗戰勝利,本校奉令遷校返國,至筧橋復校。35年空軍總司令部在南京成立,本校隸屬於空軍訓練司令部。當政府在復員之際,中共擴大叛亂。38年本校全部遷駐臺灣岡山,繼續培育英才。
為配合時代需要,本校於民國45年籌備T-33新機換裝及擴修機場跑道,使飛行訓練邁入噴射機教育新里程。49年學校為建全教育體制,仿效美空軍官校制度,採通才教育,不分系,於完成四年制大學教育後再進入飛行訓練,以收「體用合一」之效。51年6月奉命成立空軍飛行學校,配合4年制畢業後之飛行訓練。57年2月奉命於4年內同時完成飛訓,3月1日完成改組,飛行學校撤銷,其飛訓任務歸併本校。同日改隸空軍總司令部。
為加速培訓飛行軍官,58年成立專修班,計辦理6期後撤銷。遷台以還,本校沿用光復前老營舍,68年起研究規劃整體建校舍方案。72年起進行校區整體規劃,5年內完成40項整建工程。如今校區寬廣遼闊,美輪美奐。80年起開辦飛行常備軍官班,招收男、女大專畢業生。89年將原本採不分系之通才教育,精進為航太、航機、航電及航管4系之「通、專並重」之分系教育,達到培育空軍所需各類專長軍官為目。
民國112年12月1日起,將原先隸屬於空軍官校的飛行訓練指揮部調整為空軍司令部部外一級單位,成立空軍飛行訓練指揮部,飛訓部獨立成為專責飛行訓練的單位,除了可以因應接裝勇鷹高教機的任務,更能夠整合飛行教學能量,來建立完善的訓練流程和方式,面對國際地緣政治的複雜多變,每一位飛行員都對國家充滿使命感,希望能為國家安全建立起一道銅牆鐵壁的屏障,未來空軍官校專責督管大學教育暨軍官養成,飛訓部負責飛行軍官培訓工作,以達事權統一效益。