La Ley de 12 de julio de 1940, por la que se organizaba el Ministerio del Aire, creó y adscribió su Archivo General a la Secretaría General del Ministerio.
En el año 1946, el General Subsecretario del Ministerio del Aire ordenó a la Dirección General de Aeropuertos el acondicionamiento de un local para la instalación del Archivo en el edificio del nuevo Ministerio en Moncloa. No obstante, hasta 1952 el Archivo permaneció en el Palacio del Marqués de Perales, en la calle Magdalena nº 12, junto al Archivo de Aviación Civil.
Sin embargo, la creciente necesidad de espacio por parte de la propia Dirección General de Aviación Civil para su documentación motivó su traslado definitivo. De esta forma, a partir de 1952, la documentación comenzó a ser enviada al nuevo edificio del Ministerio del Aire, donde ocupó provisionalmente dos salas en los sótanos del edificio. En 1953 los fondos pasaron a las instalaciones de la 5ª planta, donde se encuentra en la actualidad.
Por Orden de 16 de mayo de 1953 se reorganizó el Archivo General del Ministerio del Aire, pasando a regirse por el Reglamento Provisional para el Régimen y Servicio de los Archivos Militares (1898).
A pesar de su nuevo emplazamiento el centro siguió arrastrando graves problemas estructurales y ya desde 1960 se encontraba colapsado. Por ello, con la creación del Archivo Histórico del Aire en Villaviciosa de Odón en el año 1972, se empezaron a transferir fondos a este nuevo centro.
El Ministerio del Aire fue definitivamente suprimido por Real Decreto 1558/77, de 4 de julio y al poco el Archivo pasó a denominarse Archivo General del Ejército del Aire, bajo dependencia de la Unidad del Cuartel General.
La norma que hoy día regula las funciones, relaciones y dependencia orgánica del Archivo General del Cuartel General del Ejército del Aire es la Instrucción Particular 10-07, de 23 de marzo de 2012.