這座機場的出現，與1936年8月開啟的島內民航定期航空有關。雖然說，台南州早於1935年末時就已經為了島內民航的定期旅客郵便飛行，在尋找「台南飛行場」的候選用地，然而直到1936年夏島內定期航空開闢時，民航西線在台南州與高雄州仍無可用的民航機場，因此只能以高雄海軍用地充作飛行場起降。而在高雄州這邊一直無法對於飛行場用地定案的情況下，台南州搶先一步，於1936年12月底通過台南飛行場的興建預算，確定於新豐郡永寧庄鞍子之處，興建面積約十八萬坪的民航用飛行場，計畫於半年後啟用。
事實上，這座台南飛行場的興建，要到1937年1月30日才在該預定地舉行地鎮祭，而後於2月開始，在岩淵組的執行下開啟整地與興建工程，而後於該年5月下旬大致完成，預計於6月啟用，而原本島內定期航線的西線終點高雄，則可以移轉至這座新完成的台南飛行場。
依照報紙的報導，1937年6月1日時，第一架抵達的飛機在台南市上空盤旋三圈後，於10:07降落在這座新完成的飛行場，受到民眾熱烈的歡迎。雖然說，這座台南飛行場於6月1日便實質啟用，但開場式則要到6月27日才舉行，連台灣總督府的啟用告示，也是從1937年6月26日起才設置。
這座民航用的台南飛行場，其實使用沒多久，就因為計畫轉為日本海軍使用，並擴大建設為航空基地，而有了在永康新建另一座民航用機場的轉移計畫。位於永康的民用台南飛行場是在1939年中開始興建，於1940年1月20日完工舉辦開場式，而後民航上的「台南飛行場」便由在永康的新機場所取代。因此，若依照戰後接收的各方資料來看，大多數的日本海軍用台南飛行場狀況，都是在海軍接手後大肆擴建下的結果，初代民航時期的情況就較為不明朗。
這座原本由民航使用的台南飛行場，在1940年初位於永康的新台南飛行場啟用後，轉為軍用，並開始大範圍擴建，不止原本位於縱貫鐵道西側的機場範圍擴大，甚至還往縱貫鐵道的東側擴張。
台南飛行場在二次大戰的歷史上，曾因有過「台南航空隊」（簡稱台南空，1941年10月成立）的組成而聲名大噪。台南空掛著台南之名，於1942年1月移防至最前線的新幾內亞時，在該年4至7月間，共51次的出擊，擊落盟軍飛機201架，但本身只有20架的損失，可說戰果輝煌。而台南航空隊中的坂井三郎，更是戰後在西方世界中相當有名的日軍「擊墜王」。因此，台南飛行場因為台南航空隊的緣故，在二戰戰史上可以說是另類的「台灣之光」。
而在二戰的最末期，台南飛行場也成為日本海軍神風特攻隊在台灣島內的一個重要出發基地。記錄中，從台南出發並冠上「神風特別攻擊隊」之名的有「新高隊」（1945.1.21.，彗星5架）、「第一航空艦隊零戰隊」（1945.1.21.， 零戰2架）、「勇武隊」（1945.4.6.，銀河1架）、「第3大義隊」（1945.4.3.， 零戰2架）。
戰後的日本海軍台南航空基地由中華民國空軍接收繼續使用，除了軍事用途外， 一直也都有民航業務的開辦，像是早期的民航空運隊，或者遠航的運報班機都有飛航台南。
而這座機場除了台南空軍基地、民航的台南航空站外，還有在越戰時期相當重要的亞洲航空（簡稱亞航），也位於其機場的範圍內。亞航在美軍協防台灣時，是美軍飛機維修的一大重鎮，如今則轉型從事客機與部分直昇機的維修業務。
台南飛行場的歷史，從1930年代中後期台灣民航的起飛開啟，歷經了多重的身份轉換與不同階段的建設，但如今機場內外，仍有不少二戰時代殘存迄今的兵舍、飛機掩體與吊鐘形防空塔，縱貫鐵道以東的二空區域也有砲塔與戰後興建之眷村等軍事遺跡，可說都是台南地區航空重要的歷史遺跡，值得國人好好珍惜。
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