ท่าอากาศยานนานาชาติกรุงปักกิ่ง เปิดให้บริการเมื่อวันที่ 2 มีนาคม พ.ศ. 2501 ขณะนั้นสนามบินมีเพียงอาคารขนาดเล็กที่ยังคงอยู่มาจนถึงทุกวันนี้ ซึ่งใช้รองรับผู้โดยสารวีไอพี และ เที่ยวบินเช่าเหมาลำ วันที่ 1 มกราคม 2523 ได้เปิดให้บริการอาคารผู้โดยสารแห่งที่ 1 โดยมีท่าเทียบ และรองรับเครื่องบินได้ 10-12 ลำ อาคารใหม่นี้ ใหญ่กว่าอาคารเก่าที่สร้างในช่วงปี พ.ศ. 2500 มาก

เที่ยวบินแรกที่บินมาสู่จีน และ ท่าอากาศยานนานาชาติกรุงปักกิ่งคือเที่ยวบินของปากีสถานอินเตอร์เนชันแนลแอร์ไลน์จากเมืองอิสลามาบาด

ช่วงปลายปี พ.ศ. 2542 เป็นช่วงครบรอบ 50 ปี ของการสถาปนาสาธารณรัฐประชาชนจีน ท่าอากาศยานนานาชาติกรุงปักกิ่งได้ขยายอาคารผู้โดยสารแห่งที่ 2 เปิดให้บริการในวันที่ 1 พศจิกายนในปีเดียวกัน โดยอาคารผู้โดยสารแห่งที่ 1 ถูกปิดช่วงคราวเพื่อปรับปรุงหลังจากเปิดอาคาร 2 วันที่ 20 กันยายน พ.ศ. 2547 อาคารผู้โดยสารแห่งที่ 1 จึงกลับมาเปิดอีกครั้ง หลังปรับปรุงเสร็จแล้ว ซึ่งในตอนนั้นเปิดให้ใช้เฉพาะเที่ยวบินภายในประเทศและระหว่างประเทศของสายการบินไชน่าเซาเทิร์นแอร์ไลน์ เท่านั้น[3] ส่วนเที่ยวบินภายในประเทศและต่างประเทศของสายการบินอื่นๆ ยังคงให้บริการจากอาคารผู้โดยสารแห่งที่ 2

ท่าอากาศยานนานาชาติกรุงปักกิ่งได้ขยายสนามบินอีกครั้งในปี พ.ศ. 2550 โดยเปิดให้บริการทางวิ่งที่ 3 ในวันที่ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2550 เพื่อลดปัญหาความคับคั่งของอีกสองทางวิ่ง[4] อาคารผู้โดยสารแห่งที่ 3 (T3) สร้างเสร็จในเดือนกุมภาพันธ์ 2551 ในช่วงโอลิมปิกปักกิ่ง การขยายสนามบินครั้งนี้ยังได้เพิ่มทางรถไฟวิ่งเข้าไปสู่กลางกรุงปักกิ่งด้วย ในขณะที่เปิดใช้บริการนั้น อาคารผู้โดยสารแห่งที่ 3 ได้รับการยกย่องให้เป็นสิ่งปลูกสร้างที่ใช้พื้นที่ใหญ่ที่สุดในโลก และถือเป็นสถานที่สำคัญที่บ่งบอกการเจริญเติบโตของกรุงปักกิ่ง เมืองหลวงของประเทศจีน การขยายครั้งนี้ได้ระดมทุนกว่า 3 หมื่นล้านเยนจากประเทศญี่ปุ่น และอีก 5 ร้อยล้านยูโรจาก ธนาคารเพื่อการลงทุนของยุโรป (EIB) การกู้ครั้งนี้ถือเป็นการกู้ครั้งใหญ่ที่สุดในเอเซ๊ยของ EIB ซึ่งได้ลงนามความตกลงกันในงาน การประชุมผู้นำจีนและกลุ่มประเทศยุโรปครั้งที่ 8 เมื่อเดือนกันยายน 2558[5]

หลังจากงานโอลิมปิกฤดูร้อน 2008และเพิ่มอาคารผู้โดยสารแห่งใหม่แล้ว ท่าอากาศยานนานาชาติกรุงปักกิ่งได้ยึดตำแหน่งสนามบินที่คับคั่งที่สุดในเอเชียนับจากจำนวนที่นั่ง จากท่าอากาศยานนานาชาติโตเกียว[6]

และเนื่องด้วยปัญหาด้านการขยายด้วยของท่าอากาศยานนานาชาติกรุงปักกิ่ง จึงได้มีแผนที่จะเปิดสนามบินใหม่ที่ต้าซิง ซึ่งผ่านการอนุมัติแล้วในวันที่ 13 มกราคม พ.ศ. 2556 และเริ่มการก่อสร้างในปี พ.ศ. 2558 และแล้วเสร็จในปี 2562[7] สนามบินแห่งใหม่จะทำหน้าที่เป็นศูนย์รวมของสายการบินพันธมิตร สกายทีม (ยกเว้นสายการบิน ไชน่าอีสเทิร์นแอร์ไลน์)[8] ส่วนสมาชิกของ สตาร์อัลไลแอนซ์ จะยังคงอยู่ที่สนามบินนานาชาติปักกิ่ง ไห่หนานแอร์ไลน์ซึ่งมีปริมาณผู้โดยสารคิดเป็น 10% ของผู้ใช้บริการสนามบินปักกิ่ง ในปี พ.ศ. 2559 แต่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของพันธมิตรหลักใด ๆ จะอยู่ที่สนามบินเดิม[9]