El aeropuerto ya existía antes de la Guerra del Chaco. Era uno de los primeros destinos de la entonces línea aérea estatal Lloyd Aéreo Boliviano, que fue fundada en 1925. Para entonces existían dos pistas de aterrizaje con un largo de 2000 metros y 1220 metros. Durante la Guerra del Chaco el Aeropuerto de Tarija fue una importante base aérea para la IV Brigada Aérea de la Fuerza Aérea Boliviana. Un uso comercial del aeropuerto no existía durante ese tiempo.​ El 15 de octubre de 1958 se accidentó un Douglas C47A-DL del TAM – Transporte Aéreo Militar, que se encontraba en un vuelo chárter desde la base militar Fortín (Provincia Campero) hacia la ciudad de Tarija. Se estrellaron cerca de Villamontes, en el Departamento de Tarija contra un cerro. Los 17 tripulantes y los tres miembros de la tripulación murieron.​ La terminal aérea comenzó su construcción el año 1969, la cual entre 1977 y 1980 estuvo cerrada. La terminal fue renovada a mediados de la década de los 80. En 2023, se aprobó un préstamo de 60 millones de dólares para la ampliación, mejoramiento de pista, accesos, controles y rutas del aeropuerto.​