Creado el Ejército del Aire se concibe la idea de reunir la historia y evolución de nuestra aeronáutica en una entidad museística. En 1939 se nombra director del Museo y Patronato de Huérfanos del Aire al teniente coronel Társilo de Ugarte. Tras una serie de retrasos, en diciembre de 1948 se elabora un proyecto de museo en los bajos del edificio del Ministerio del Aire, en Madrid.
El Museo de Aeronáutica y Astronáutica se crea por Decreto número 1437, de 16 de junio, de 1966 e inicialmente se ubica en el Ministerio del Aire, hoy Cuartel General del Aire.
Finalmente, en 1975 a propuesta del Patronato, y por iniciativa del general Eduardo González Gallarza, se decidió instalar el Museo en su actual emplazamiento en Cuatro Vientos. Las obras comenzaron a finales de 1979, y se inaugura oficialmente el 24 de mayo de 1981.
