延安機場始建於1936年，1958年10月1日民航延安站建站並開通民用航班飛行。
2004年9月16日，延安機場完成公司化改制，由西部機場集團和延安市人民政府共同出資組建西部機場集團延安機場有限公司。
延安機場屬軍民合用，機場飛行區等級為4C，可以保證B737、A320系列以下機型的正常起降。
延安機場始建於1936年1月，由原國民黨東北軍張學良、17路軍楊虎城所部修建，西安事變後與延安城一道被紅軍接管。延安東關飛機場是中國共產黨整修、使用和管理的第一個機場，也是第一個紅色機場。 抗日戰爭時期，為便於延安與國民黨統治區的空中交通聯繫，在延安整修機場。1944年7月，中共中央決定擴建延安機場。由第18集團軍總參謀部航空組具體負責。延安的物資器材非常缺乏，技術力量薄弱，沒有工程機械，修建工程主要靠人力完成。毛澤東、朱德等黨政軍各級幹部亦參加修建機場。1944年底，擴建成一條長2000米，寬60多米的“三合土”（碎石、沙子、粘土）跑道。從此，延安同外界的聯繫更加方便。
1958年10月1日，中國民用航空延安航空站在東關機場成立並正式開通航班，延安航站是陝西省內繼西安之後建站通航的第二個機場。1980年，延安機場搬遷至東二十里堡機場。東二十里堡機場距市中心7公里，飛行區等級4C，建有一條長2800米、寬45米、厚0.22米水泥混凝土加0.10米瀝青罩面的跑道，一條平行滑行道，可以保證B737、A320系列以下機型的正常起降。根據延安城市發展的需要，延安機場遷建工程已開始籌備，選址報告已報至中國民用航空總局。
2005年，延安機場跑道道面改造工程啟動。這標誌著使用近30年的延安機場將煥發出新的光彩。延安機場位於延安市東10公里的二十里鋪，1970年由空軍建設，1977年建成使用，機場飛行區等級為4C，可起降B737-300、B737-800和道尼爾-328等型飛機，1980年開展民航運輸，屬軍民合用機場。由於飛行區使用期限近30年，跑道道面破損嚴重、承載力不足，對於航空飛行安全形成隱患，不能滿足當地政治、經濟和旅遊發展的需要。
這次開工的跑道改造工程內容包括：給跑道加蓋2800米長、45米寬、4-10釐米厚的瀝青混凝土面層，俗稱蓋被子；加寬聯絡道並加蓋瀝青混凝土；跑道兩頭新增飛機調頭坪和防吹坪等。工程完工後，能滿足B737-800以下（含）機型起降要求，併為開闢延安直飛上海、廣州等地的新航線奠定基礎。
2006年5月23日立項批覆，10月18日開工建設。11月底完成土建工程。2007年4月底，完成航向臺相關土建及配套工程。8月10日，設備安裝調試到位。8月30日，通過了西部機場集團公司組織的初步驗收。9月2日，通過民航總局校飛中心設備校飛，取得飛行校驗合格報告。工程通過民航西北地區管理局組織的行業竣工驗收，在對相關資料修訂完善後，與跑道助航燈光系統一起投入使用。
延安機場航向臺、全向信標臺建設作為民航總局立項的重點工程，受到了民航總局、西北管理局、集團公司領導和相關職能部門的密切關注和支持。全向信標臺、航向臺與跑道助航燈光系統的投入運行，將有效增強機場複雜天氣條件下的安全保障和適航能力，對提高航班正常率，引進航空公司加入延安航線運營產生積極的影響。
隨著延安經濟社會事業的快速發展和中國興起紅色旅遊熱，來延投資興業、旅遊觀光和進行革命傳統教育的人員劇增，城市規模急劇擴大，現機場不僅制約著延安城市的發展，而且飛行安全方面也存在很大隱患。新機場遷建選址在延安市柳林鎮尚家溝山頂，距市中心11.7公里，按軍用二級、民航4C級標準建設。2006年開工建設，2008年建成。
2010年與2005年相比，機場航班架次增長一倍、旅客吞吐量增長兩倍、貨郵吞吐量增長三倍。2012年,機場完成旅客吞吐量153030人次，貨郵吞吐量61.4噸。2013年機場旅客吞吐量突破18萬人次，貨郵吞吐量154.1噸，再創延安機場運輸生產新紀錄。2014年，在外部環境競爭壓力加劇的情況下，機場主業生產繼續保持了平穩增長的趨勢，全年共保證運輸起降班飛行2410架次，完成旅客吞吐量193682人次，貨郵吞吐量264.0噸，與上年同比分別減少1.8%、增長7.2%和71.3%，分別完成年度計劃的104.8%、121.1%和188.6%，旅客和貨郵吞吐量再創建站通航56年來歷史最高紀錄。