สนามบินอู่ตะเภา สามารถรองรับเครื่องบินขนาดใหญ่เช่น Boeing 747 หรือ A380 ได้ แต่ที่ตั้งอยู่ใกล้กับท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ จึงทำให้ไม่มีเที่ยวบินประจำมากนัก เที่ยวบินระหว่างประเทศที่มาใช้บริการเป็นแบบเช่าเหมาลำส่วนใหญ่ โดยเฉพาะจากประเทศรัสเซียเมื่อวันที่ 27 เมษายน พ.ศ. 2561 เนื่องจากฝนตกหนักเที่ยวบิน EK418 ได้ทำการบินมาลงที่ท่าอากาศยานนานาชาติอู่ตะเภา นับเป็นครั้งแรกที่ เครื่องบินA380 สายการบินต่างชาติ ได้แก่เอมิเรตส์แอร์ไลน์ ทำการบินลงที่ท่าอากาศยานอู่ตะเภาก่อนที่จะทำการบินต่อไปยัง ท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ

สนามบินอู่ตะเภาได้แสดงศักยภาพอีกครั้งเมื่อเหตุการณ์บุกยึดท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ ของกลุ่มพันธมิตรประชาชนเพื่อประชาธิปไตย เมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน – 3 ธันวาคม 2551 แต่เนื่องด้วยมีอาคารผู้โดยสารขนาดเล็ก และอุปกรณ์ภาคพื้นไม่เพียงพอ ทำให้มีสภาพแออัดในช่วงเวลาดังกล่าว

นอกจากนี้สนามบินอู่ตะเภา ยังใช้งานในภารกิจเที่ยวบินทางทหาร และเที่ยวบินขนส่งเพื่อมนุษยธรรม ในเหตุการณ์ต่าง ๆ อย่างสม่ำเสมอ