ท่าอากาศยานนานาชาตินครศรีธรรมราช เดิมเปิดให้บริการโดยใช้สนามบินชะเอียน ซึ่งตั้งอยู่บริเวณค่ายวชิราวุธ กองทัพภาคที่ 4 โดยการผลักดันของประชาชนในจังหวัดนครศรีธรรมราช เพื่อให้มีการบริการขนส่งผู้โดยสารทางอากาศ จึงได้อาศัยท่าอากาศยานของกองทัพบกในบริเวณค่ายวชิราวุธ ซึ่งกรมการบินพาณิชย์ได้ปรับปรุงสนามบินเพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์ โดยการก่อสร้างอาคารที่พักผู้โดยสารและปรับปรุงทางวิ่ง

พ.ศ. 2527 การก่อสร้างอาคารที่พักผู้โดยสารและปรับปรุงทางวิ่งได้แล้วเสร็จ และใช้เป็นท่าอากาศยานร่วมกันระหว่างการบินทหารและการบินพลเรือน โดยมีขนาดทางวิ่ง 30 x 1,700 เมตร

พ.ศ. 2528 จังหวัดนครศรีธรรมราช ได้เปิดใช้บริการท่าอากาศยานกองทัพภาคที่ 4 เป็นสนามบินพาณิชย์ชั่วคราว โดยมีบริษัท เดินอากาศไทย จำกัด ให้บริการในเส้นทางการบินสุราษฎร์ธานีมายังจังหวัดนครศรีธรรมราช โดยใช้เครื่องบิน Short 360

พ.ศ. 2531 เนื่องจากมีผู้ใช้บริการจำนวนมากขึ้น ประกอบกับพื้นที่ท่าอากาศยานกองทัพภาคที่ 4 มีขนาดไม่เพียงพอในการรองรับผู้โดยสาร จึงได้มีการพิจารณาเลือกพื้นที่ก่อสร้างท่าอากาศยานนครศรีธรรมราชแห่งใหม่ในบริเวณตำบลปากพูน อำเภอเมืองนครศรีธรรมราช จังหวัดนครศรีธรรมราช และดำเนินการก่อสร้างแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2541

วันที่ 20 เมษายน พ.ศ. 2541 ท่าอากาศยานนครศรีธรรมราชได้รับการประกาศให้เป็นสนามบินอนุญาต

วันที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2541 ท่าอากาศยานพาณิชย์จังหวัดนครศรีธรรมราชได้เริ่มเปิดให้บริการ โดยมีบริษัท การบินไทย จำกัด (มหาชน) และบริษัท พีบีแอร์ จำกัด ให้บริการเส้นทางโดยตรงจากกรุงเทพมหานคร มายังจังหวัดนครศรีธรรมราช

วันที่ 10 มิถุนายน พ.ศ. 2543 ได้ทำการเปิดให้บริการอย่างเป็นทางการ โดยมีนายชวน หลีกภัย นายกรัฐมนตรี เดินทางมาทำพิธีเปิดท่าอากาศยานนครศรีธรรมราช[5]

วันที่ 12 กรกฎาคม พ.ศ. 2556 ได้มีการประกาศในราชกิจจานุเบกษาให้ท่าอากาศยานนครศรีธรรมราชเป็นสนามบินศุลกากรในลำดับที่ 10/1 ของข้อ 3 แห่งกฎกระทรวงกำหนดท่าหรือที่สนามบินศุลกากร ทางอนุมัติด่านพรมแดน และด่านศุลกากร พ.ศ. 2553 ลงวันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2556 ซึ่งมีผลให้ท่าอากาศยานนครศรีธรรมราช สามารถรับเที่ยวบินนำเข้าและส่งออกสินค้าจากต่างประเทศได้[6]

สำหรับแผนการพัฒนาท่าอากาศยานนครศรีธรรมราชในอนาคต ได้แก่ การขยายทางวิ่งจากเดิม 2,100 เมตร เป็น 2,990 เมตร ปรับปรุงอาคารผู้โดยสารหลังเก่า ก่อสร้างคันทางและระบบระบายน้ำท่วมวงเงิน 353.8380 ล้านบาท และก่อสร้างอาคารที่พักผู้โดยสารหลังใหม่ สามารถรองรับผู้โดยสารได้ 1,600 คนต่อชั่วโมงหรือ 4 ล้านคนต่อปี และติดตั้งสะพานเทียบ จำนวน 2 ตัว  วงเงิน 1,800.0000 ล้านบาท [7]