เมื่อ พ.ศ. 2491 "แผนกพลาธิการอากาศ" ได้รับการยกฐานะเป็นกรมใหญ่ซึ่งเทียบเท่ากองพลบิน โดยได้รับการเรียกในชื่อ "กรมพลาธิการทหารอากาศ" ซึ่งให้ใช้บังคับตั้งแต่วันที่ 22 กันยายน พ.ศ. 2591 (ปัจจุบันได้ถือวันดังกล่าวเป็นวันสถาปนากรมพลาธิการทหารอากาศ)[3]

ต่อมาใน พ.ศ. 2497 กรมพลาธิการทหารอากาศได้รับการยกฐานะเป็น "กรมสวัสดิการทหารอากาศ" โดยขึ้นตรงต่อผู้บัญชาการทหารอากาศ[3]

ครั้น พ.ศ. 2498 "กรมการบำรุงทหารอากาศ" ได้เปลี่ยนชื่อเป็นกรมพลาธิการทหารอากาศ โดยมีพลอากาศตรี เกียรติ มังคละพฤกษ์ เป็นเจ้ากรมพลาธิการทหารอากาศ[3]

กระทั่ง พ.ศ. 2538 ได้มีการแก้ไขภารกิจกรมพลาธิการทหารอากาศ โดยเปลี่ยนความรับผิดชอบการดูแลสายวิทยาการ, พัสดุ จากกรมพลาธิการ ไปอยู่ในความรับผิดชอบของ "กรมส่งกำลังบำรุงทางอากาศ"[3]

ส่วน พ.ศ. 2539 กรมพลาธิการทหารอากาศได้เปลี่ยนการบังคับบัญชาจากขึ้นตรงต่อผู้บัญชาการทหารอากาศ ไปขึ้นตรงต่อ "กองบัญชาการสนับสนุนทหารอากาศ"[3]

และใน พ.ศ. 2552 ได้เปลี่ยนการบังคับบัญชาจากขึ้นตรงกองบัญชาการสนับสนุนทหารอากาศ กลับไปขึ้นตรงต่อผู้บัญชาการทหารอากาศดังเดิม[3]