Denominado inicialmente como Aeródromo de Villafría, la historia del aeropuerto se remonta a 1920, año en el que se estableció en Gamonal un pequeño destacamento aeronáutico que cumplió su misión hasta que los adelantos de la aeronáutica lo dejaron pequeño. Tras esto, el gobierno del Rey Alfonso XIII creó por Real Decreto de 19 de julio de 1927 el aeropuerto nacional de Villafría de Burgos. El 3 de enero de 1928 el Consejo de Ministros aprobó la construcción del aeropuerto burgalés y, el día 15 del mismo mes, el Ayuntamiento de Villafría acordó ceder al Consejo Superior de Aeronáutica Militar el campo denominado Gorreñal para construir allí el aeropuerto. A partir de 1936 los campos de Gamonal y Villafría unen sus instalaciones con lo que pasan a formar una sola infraestructura aeronáutica. En el mes de agosto de 1995 el Ministerio de Defensa firmó un convenio con el Ayuntamiento de Burgos por el que se cedían las instalaciones del aeródromo de Villafría para uso exclusivamente civil. El 20 de octubre de 2000 fue declarado de interés general, reservándose el Estado su gestión directa a través de Aena. El 3 de julio de 2008 el aeropuerto se puso en servicio para operar vuelos comerciales. En 2018, el aeropuerto de Burgos gestionó 10.341 pasajeros, 2.111 movimientos de aeronaves y 1,6 toneladas de carga.