ท่าอากาศยานนราธิวาส เดิมเรียกว่า สนามบินบ้านทอน ต่อมาได้ชื่อเรียกตามทางราชการว่า ท่าอากาศยานนราธิวาส เนื่องจากได้มีการก่อสร้างพระตำหนักทักษิณราชนิเวศน์ ถวายแด่พระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร สำหรับประทับในกรณีแปรพระราชฐานเสด็จฯ เยี่ยมพสกนิกรในพื้นที่จังหวัดนราธิวาสและใกล้เคียง ในปี พ.ศ. 2517 ทางราชการจึงได้มอบหมายการปรับปรุงและพัฒนาสนามบินของกองทัพอากาศให้ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยแก่เครื่องบินพระที่นั่ง รวมทั้งพระราชอาคันตุกะและบุคคลทั่วไป

ในปี พ.ศ. 2518 ได้มีการต่อเติมความยาวทางวิ่งออกไปทางทิศใต้ สร้างทางขับ ลานจอดอากาศยาน และอาคารต่างๆ เช่น หอบังคับการบินสูง 3 ชั้น และอาคารรับรอง โดยใช้งบประมาณทั้งสิ้น 12,118,282 บาท จากนั้นก่อสร้างและต่อเติมอาคารที่พักผู้โดยสารพื้นที่ 100 ตารางเมตร โดยใช้รวมกับผู้โดยสารขาเข้าและขาออก ในปี พ.ศ. 2523 วงเงินงบประมาณ 1,040,000 บาท

พ.ศ. 2533 ได้มีการต่อเติมอาคารขยายอาคารที่พักผู้โดยสารเพิ่มขึ้นอีก ขนาดพื้นที่ 135 ตารางเมตร วงเงินงบประมาณ 2,440,000 บาท และในปี พ.ศ. 2538 มีการก่อสร้างหอบังคับการบินหลังใหม่ สูง 6 ชั้น วงเงิน 12,210,000 บาท

พ.ศ. 2540 มีการก่อสร้างอาคารผู้โดยสารหลังใหม่ พร้อมระบบปรับอากาศและก่อสร้างลานจอดรถยนต์ วงเงิน 99,980,800 บาท และปรับปรุงทางวิ่ง ทางขับ อาคารรับเสด็จ และอาคารประกอบใหม่ทั้งหมดจนถึงปี พ.ศ. 2551

พ.ศ. 2552 กรมการขนส่งทางอากาศ (กรมท่าอากาศยานในปัจจุบัน)ได้ดำเนินโครงการต่อเติมความยาวทางวิ่ง ท่าอากาศยานนราธิวาส จากเดิมที่มีความยาวทางวิ่ง 2,000 เมตร และได้รับงบประมาณสำหรับต่อเติมความยาวทางวิ่ง ลานกลับลำ ความยาวอีก 500 เมตร รวมเป็น 2,500 เมตร เพื่อให้ทางวิ่งสามารถรองรับเครื่องบินพาณิชย์ขนาด 250 ที่นั่ง แบบ แอร์บัส เอ300-600 ทำการบินระหว่างประเทศตามนโยบายที่ได้รับมอบหมายให้ดำเนินการขยายปรับปรุงทางขับและลานจอดเครื่องบินของเดิมให้สามารถจอดเครื่องบินแบบ แอร์บัส เอ300-600 ได้ 1 ลำ เครื่องบิน โบอิง 737-400 ได้ 2 ลำ เครื่องบินขนาดไม่เกิน 80 ที่นั่ง 1 ลำ และที่จอดรถเฮลิคอปเตอร์ แบบ 212/UH-IN 2 ลำ จอดพร้อมกันได้เวลาเดียวกัน พร้อมทั้งระบบไฟฟ้าท่าอากาศยาน ถนนภายใน ระบบระบายน้ำ ทาสีเครื่องหมาย และอื่นๆ ตามมาตรฐานขององค์การการบินพลเรือนระหว่างประเทศ[3]