Al sinds 1932 werd dit terrein gebruikt door zweefvliegers met hun vliegtuigen. Vanaf 1934 vlogen er ook motorvliegtuigen van de grasbaan. In 1938 werd Vliegbasis Leeuwarden een officieel luchtvaartterrein voor onder andere motorvliegtuigen van de KLM als tussenstation op de lijn Schiphol-Eelde.
Het vluchtafhandelingsgebouw (C-10) staat nog steeds op de basis. Hierin is nu de oudheidskamer (traditiekamer) onder gebracht.
Na de capitulatie in mei 1940 werd het vliegveld ingenomen door de Duitsers, deze breidden het terrein enorm uit en verlengden de start- en landingsbanen.
Met het puin van het gebombardeerde Rotterdam werden drie start- en landingsbanen aangelegd.
De Duitsers gebruikten het Friese vliegveld als Luftwaffe veld.
Vanaf juni 1940 stationeerde de Duitsers er jagers en nachtjagers. Men gaat er vanuit dat omstreeks deze tijd ook de brandweer al operationeel was.
De voertuigen die de brandweer op de Duitse vliegvelden in die tijd gebruikte was de Henschel “Tankspritze” een 4x6 met een watertank van 2500 liter en een svm-tank van 250 liter en een pomp met een capaciteit van 2500 l/min bij 8 bar. De bemanning bestond uit 5 man, waarvan er meestal 2 Duits en 3 Nederlands waren v.w.b. de Duitse vliegbases in Nederland. Deze Nederlanders waren verplicht op het vliegveld te werk gesteld.
Later zijn er ook bommenwerpers gestationeerd geweest. Deze bommenwerpers werden veelvuldig ingezet om doelen in Engeland aan te vallen. Vandaar dat de basis een geliefd doelwit was voor de Britse Royal Air Force.
De eerste aanval vond plaats in de zomer van 1940. In de nacht van 16 op 17 september 1944 vielen 48 Lancaster bommenwerpers het veld aan.
De Britse acties richtten grote schade aan op het vliegveld. Het betekende het einde voor de operationele Luftwaffe basis. Vlak voor de bevrijding in 1945 werd het grootste gedeelte van de gebouwen en een aantal start- en landingsbanen door de Duitsers verwoest.
Na de oorlog was er niet veel meer over van het vliegveld. Zowel de Duitsers als de geallieerden hadden van vliegveld Leeuwarden een puinhoop gemaakt. Het Nederlandse bedrijf Heidemij begon met herstelwerk aan de landingsbanen en de gebouwen. Tot op de dag van vandaag zijn er oude Duitse gebouwen te vinden op de vliegbasis met hun typische architectuur. In 1946 startte de KLM haar lijndienst op Leeuwarden weer.
Hierdoor kon het gewone publiek weer naar Schiphol vliegen. De vraag naar deze lijndiensten was groot, dit kwam omdat er een groot gebrek was aan automobielen, en het spoornet was ook nog niet volledig. Omstreeks deze tijd werd er ook weer een brandweer opgericht. In deze tijd werden de volgende
auto’s door de brandweer gebruikt. De Amerikaanse Fordson en de Engels Crossley.
Deze beide auto’s kwamen uit het surplus materiaal van de Amerikanen en Engelsen.
Ook maakten Nederlandse Spitfires, Belgische Spitfires en Regeringsvliegtuigen gebruik van de basis om te oefenen op de schietranges op de Vliehors.
Toen in de jaren na de oorlog het spoornet weer hersteld was en de auto's volop te verkrijgen waren, nam de vraag naar het vliegen vanaf Leeuwarden sterk af.
De militaire belangstelling nam echter wel toe. Op 23 januari 1949 verschenen er Gloster Meteors boven Friesland die met drie squadrons (323, 324 & 325 squadron) werden gestationeerd op de vliegbasis. In 1956 volgde het vierde squadron, 326, dat twee jaar later werd overgeplaatst naar vliegbasis Twenthe. De KLM maakte nog even gebruik van de diensten tot op 1 september 1949 het een militair vliegveld werd. Vanaf deze periode spreekt men ook niet meer van vliegveld maar van vliegbasis.
De vliegbasis Leeuwarden was dan ook de eerste basis van de Koninklijke Luchtmacht waar straalvliegtuigen gestationeerd werden.
De Meteor werd tot 1956 gebruikt en daarna vervangen door de Hawker Hunter. Tijdens het Hawker Hunter tijdperk speelde Leeuwarden een belangrijke rol in de luchtverdediging, wat resulteerde in vele bezoeken van buitenlandse vliegtuigen op de vliegbasis. Op 14 september 1962 kreeg de brandweer de beschikking over haar nieuwe kazerne. Deze was voor de oude kazerne welke nog steeds uit WWII stamde gebouwd.De Hawker Hunter werd in 1964 opgevolgd door de F-104 Starfighter.
Ook werden erin 1964 twee squadrons opgeheven, 324 en 325 squadron en kwam het 322 squadron naar Leeuwarden Het 322 en 323 Squadron hebben vijftien jaar met de Starfighter gevlogen.
Vanaf 7 juni 1979 begon de F-16 periode voor de basis met de aankomst van de F-16B (J-259). Het 322 squadron werd als eerste operationeel verklaard op de F-16 op 1 mei 1980. Vanaf 1982 was ook 323 squadron volledig inzetbaar en luidde dit het einde in van de laatst overgebleven Starfighters op dit veld. Op 21 november 1984 maken vijf Starfighters een afscheidsvlucht boven de vliegbasis. Aangezien Leeuwarden als eerste de F-16 ging gebruiken werden de door Fokker in licentie gebouwde F-16's op Leeuwarden afgeleverd. Het 322 Squadron was het eerste squadron dat met de gemoderniseerde Midlife Update (MLU) F-16 vloog.
.