วิทยาลัยพยาบาลทหารอากาศ เดิมชื่อ โรงเรียนจ่าอากาศพยาบาลหญิง สังกัดกรมยุทธศึกษาทหารอากาศ จัดตั้งเมื่อวันที่ 16 มิถุนายน 2501 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตพยาบาลสำหรับแก้ไขปัญหาขาดแคลนพยาบาล ในกองทัพอากาศ พ.ศ. 2503 ย้ายมาสังกัดกรมแพทย์ทหารอากาศ พ.ศ. 2507 เปลี่ยนชื่อเป็นโรงเรียนพยาบาลทหารอากาศ และ พ.ศ. 2532 เปลี่ยนชื่อเป็นวิทยาลัยพยาบาลทหารอากาศ ต่อมาในปี พ.ศ. 2537 วิทยาลัยฯ ได้เข้าเป็นสถาบันสมทบของมหาวิทยาลัยมหิดลตามประกาศในราชกิจจานุเบกษาฉบับประกาศทั่วไป เล่มที่ 111 ตอนพิเศษ 56 ง ลงวันที่ 1 ธันวาคม 2537