กิจการการบินของประเทศไทยได้ก่อกำเนิดขึ้นในสมัยของพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวซึ่งมีพระบรมราโชบายทำนุบำรุงกิจการทหารอย่างจริงจัง และ ทรงตระหนัก ถึงความจำเป็นทีประเทศไทยจะต้องมีเครื่องบินไว้ป้องกันภัย ที่จะบังเกิดแก่ชาติ ด้วยเหตุนี้ กระทรวงกลาโหมจึงได้จัดตั้ง แผนกการบินกองทัพบกอยู่ใน บังคับบัญชาของจเรทหารช่าง คือ นายพลโทพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมขุน กำแพงเพชรอัครโยธิน จนกระทั่งปีพ.ศ. 2480 แผนกการบิน ได้ยกฐานะเป็น กองทัพอากาศขึ้นตรงต่อกระทรวงกลาโหม เวลาต่อมาส่วนโรงงานของกรมอากาศยานได้ยกฐานะเป็น กองโรงงานกรมช่างอากาศ เมื่อ 19 เมษายน พุทธศักราช 2465 ต่อมาได้เปลี่ยนชื่อเป็น กรมช่างอากาศ

เดือนธันวาคม พ.ศ. 2456 กระทรวงกลาโหมได้จัดตั้ง “แผนกการบิน” ขึ้นตรงต่อจเรทหารช่างและ เสนาธิการทหารบก โดยมีส่วนขึ้นตรงคือ นักบิน และโรงงาน (ซึ่งโรงงานนี้ ต่อไปจะเป็น กรมช่างอากาศ)

27 มี.ค. 2457 แผนกการบินยกฐานะเป็น“กองบินทหารบก”โรงงานจึงขึ้นตรงต่อกองบินทหารบก (27 มี.ค. 2457 เป็นวันที่กระทรวงกลาโหมออกคำสั่งตั้งเป็นกองบินทหารบก ซึ่งเริ่มเป็นปึกแผ่นแล้วจึงนับถือวันนี้เป็นวันสถาปนากองทัพอากาศ)

19 มี.ค. 2461 ยกฐานะจาก “กองการบินทหารบก” เป็น กรมอากาศยานทหารบก โรงงาน จึงได้เปลี่ยนชื่อเป็น "โรงงานกรมอากาศยานทหารบก"

1 ธ.ค. 2464 เปลี่ยน ชื่อจาก กรมอากาศยานทหารบก เป็น กรมอากาศยาน เนื่องจาก กห. พิจารณาเห็นว่ากำลังทางอากาศ มิได้เป็นกำลังเฉพาะในด้านยุทธศาสตร์ทางทหารเท่านั้น แต่มีประโยชน์อย่างกว้างขวางต่อกิจการด้านอื่นๆ เช่นการพาณิชย์ และการคมนาคม เป็นต้น โรงงานจึงเปลี่ยนชื่อเป็น โรงงานของกรมอากาศยาน

19 เม.ย. 2465 ได้มีการจัดส่วนราชการของกรมอากาศยานใหม่ โดย โรงงานของกรมอากาศยาน ยกฐานะเป็น “กองโรงงานกรมอากาศยาน” ตั้งอยู่ที่ดอนเมือง ทางด้านตะวันตกของสนามบิน มีหน้าที่อำนวยการบริการการบินทั่วไปสร้างเครื่องบินตามแบบของต่างประเทศ บูรณะซ่อมแซมเครื่องบิน และเครื่องยนต์ให้พร้อมที่จะปฏิบัติการได้เสมอซึ่งวันนี้ถือเป็นวันที่ก่อตั้ง กรมช่างอากาศ เป็นต้นมา

พ.ศ. 2473 ได้ย้ายหน่วยงานจากที่ตั้งดอนเมืองมาอยู่ที่ บางซื่อ และเริ่มทำการผลิตเครื่องบินให้ข้าราชการ ในขั้นจัดเป็นสายการผลิต

12 เม.ย. 2478 เปลี่ยนชื่อจาก กองโรงงานกรมอากาศยาน เป็น “กองโรงงานกรมทหารอากาศ”

9 เม.ย. 2480 กรมทหาอากาศยกฐานะเป็น“กองทัพอากาศ”ดังนั้นกองโรงงานกรมทหารอากาศจึงได้ยกฐานะเป็น“กรมโรงงานทหารอากาศ”ขึ้นต่อตรงกองทัพอากาศ

พ.ศ. 2491 เปลี่ยนชื่อจาก กรมโรงงานทหารอากาศ เป็น กรมช่างอากาศ ขึ้นตรงต่อกองทัพอากาศ

ต.ค. 2539 กรมช่างอากาศ จัดอยู่ในสายยุทธบริการ 11 หน่วย ซึ่งอยู่ในสายการบังคับบัญชา ของกองบัญชาการสนับสนุนทหารอากาศ หรือเรียกตามคำย่อว่า บนอ. ขึ้นตรงต่อกองทัพอากาศ

1 เม.ย.2552 กองทัพอากาศ ได้ปรับโครงสร้างใหม่ กรมช่างอากาศ จัดอยู่ในสายยุทธบริการ ขึ้นตรงกับกองทัพอากาศ มีหน้าที่วางแผนการ ปฏิบัติ อำนวยการ ประสานงาน ติดตาม กำกับการพัฒนาและดำเนินการเกี่ยวกับกิจการช่างอากาศ และการพัสดุเชื้อเพลิง กับมีหน้าที่จัดการความรู้ ควบคุม ประเมินผล และตรวจตรากิจการในสายวิทยาการด้านช่างอากาศ โดยมี 10 กอง และ 1 แผนกขึ้นตรง และมีเจ้ากรมช่างอากาศเป็นผู้บังคับ บัญชารับผิดชอบ[4]