ท่าอากาศยานตรังก่อตั้งขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 บนที่ดินของกองทัพอากาศและที่ของราชพัสดุ ซึ่งเดิมหน่วยราชการได้สงวนบริเวณที่เป็นท่าอากาศยานไว้สำหรับทำการปศุสัตว์โดยมีชื่อว่า “ทุ่งนางหวัง” ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 กองทัพญี่ปุ่นได้ปรับปรุงทุ่งหญ้าดังกล่าวให้เป็นทางวิ่งสำหรับการขึ้น-ลงชั่วคราวของอากาศยาน เพื่อการดำเนินภารกิจของกองทัพญี่ปุ่น ต่อมาเมื่อสงครามสิ้นสุดลงกองทัพอากาศได้ใช้พื้นที่ดังกล่าวเป็นที่ขึ้น-ลง ของอากาศยานทางทหาร โดยมีชื่อเรียกว่า “สนามบินทุ่งนางหวัง” ซึ่งได้มีการปรับปรุงเรื่อยมาจนกลายเป็นสนามบินพาณิชย์ประจำจังหวัดตรัง

ปี พ.ศ. 2497 กระทรวงคมนาคม ได้มีประกาศที่ 2/2497 ลงวันที่ 13 ธันวาคม พ.ศ. 2497 ให้สนามบินดังกล่าวเป็นสนามบินอนุญาต ปี พ. ศ. 2498 กรมการบินพาณิชย์ (เดิมมีชื่อว่าสำนักงานการบินพลเรือน และได้ยกฐานะขึ้นเป็น กรมการบินพาณิชย์ เมื่อวันที่ 27 พฤศจิกายน พ.ศ. 2508) ได้ดำเนินการบูรณะสนามบิน เพื่อให้อากาศยานของ บริษัท เดินอากาศไทย จำกัด ทำการบินรับส่งผู้โดยสาร สินค้า ไปรษณีย์ เส้นทาง ตรัง-กรุงเทพมหานคร และจังหวัดใกล้เคียง โดยทำการปรับปรุงทางวิ่งให้เป็นพื้นผิวลาดยาง มีความยาว 1,175 เมตร ความกว้าง 30 เมตร และปรับทางวิ่งเผื่อขนาด 30 x 60 เมตร ทั้งสองด้านซึ่งเป็นลูกรังอัดแน่น พร้อมกับก่อสร้างอาคารสถานีการบิน ซึ่งเป็นเรือนไม้ 2 ชั้น ประกอบด้วยที่ทำการท่าอากาศยาน ที่ทำการบริษัท เดินอากาศไทย จำกัด หอควบคุมจราจรทางอากาศและสถานีสื่อสารการบินรวมอยู่ในแห่งเดียวกัน โดย บริษัท เดินอากาศไทย จำกัดใช้อากาศยานแบบดาโก้ต้า (D.C.-3) ให้บริการผู้โดยสารแต่เปิดบริการได้ไม่นาน ก็จำเป็นต้องหยุดให้ดำเนินการไป แต่ยังคงมีอากาศยานของทางการทหารทำการบินขึ้น-ลงตลอดเวลา

ปี พ.ศ. 2507 กรมการบินพาณิชย์ (สำนักงานการบินพลเรือน) ได้ดำเนินการบูรณะซ่อมแซมทางวิ่งเพื่อให้ บริษัท เดินอากาศไทย จำกัด สามารถเปิดให้บริการผู้โดยสารได้อีกครั้ง โดยใช้เครื่องบินแบบ แอฟโร่ 748 (AVRO.-748) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากทางวิ่งที่ใช้งานได้จริงมีขนาดน้อยกว่ามาตรฐานที่กำหนด กล่าวคือ กว้าง 20 เมตร ยาว 800 เมตร เท่านั้น ทำให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัยขึ้น ดังนั้น บริษัท เดินอากาศไทย จำกัด จึงต้องหยุดดำเนินการอีกครั้ง อย่างไรก็ตามอากาศยานของทางการทหารยังคงทำการบินขึ้น- ลง ตลอดเวลาเช่นเดิม

ปี พ.ศ. 2537 ได้มีการปรับปรุงท่าอากาศยานตรังอีกครั้ง เพื่อรองรับปริมาณการขนส่งทางอากาศ และจำนวนผู้โดยสารที่เพิ่มขึ้น ซึ่งประกอบด้วย 1. การก่อสร้างอาคารที่พักผู้โดยสารหลังใหม่ พื้นที่ประมาณ 3,000 ตารางเมตร 2. การก่อสร้างต่อเติมทางวิ่งจากเดิม 1,500 เมตร การต่อเติมความยาวทางวิ่งขนาด 45X 700 เมตร การขยายความกว้างทางวิ่งขนาด 2 X 7.5 X 1,400 เมตร การก่อสร้างไหล่ทางวิ่ง ทางวิ่งเผื่อขนาด 60 X 60 เมตร ทางขับขนาด 23 X 145 เมตร การขยายถนนทางเข้า และการก่อสร้างลานจอดรถยนต์บางส่วน

ปี พ.ศ. 2541 ได้ย้ายที่ทำการท่าอากาศยานมาที่อาคารที่พักผู้โดยสารใหม่และได้ประกาศเป็นสนามบินศุลกากร เมื่อวันที่ 5 มีนาคม พ.ศ. 2542 ปัจจุบันท่าอากาศยานตรังมีทางวิ่งยาว 2,100 เมตร กว้าง 45 เมตร สามารถรองรับอากาศยาน ขนาด 150 ที่นั่ง (B 737) ได้ มีลานจอดซึ่งสามารถรองรับอากาศยานขนาดกลางได้ 2 ลำในเวลาเดียวกัน รวมทั้งมีอาคารที่พักผู้โดยสารที่สามารถรองรับผู้โดยสารในชั่วโมงเร่งด่วนได้ประมาณ 300 คน[3]