แอร์อินเดียก่อตั้งขึ้นในปี ค.ศ. 1932 โดย Jehangir Ratanji Dadabhoy Tata ภายใต้ชื่อในขณะนั้นว่า "ทาทาแอร์ไลน์" ซึ่งเป็นบริษัทหนึ่งในกลุ่มบริษัททาทากรุ๊ป โดยในวันที่ 15 ตุลาคม ค.ศ. 1932 เป็นวันเริ่มให้บริการครั้งแรก โดยการขนส่งพัสดุไปรษณีย์ ระหว่างเมืองการาจีสู่เมืองมุมไบ โดยผ่านเมืองอาห์เมราบัด และบินกลับสู่เมืองมัทราส (เจนไน) ผ่านเมืองเบลลารี โดยนักบินอดีตทหารอากาศกองทัพสหราชอาณาจักร

ภายหลังสงครามโลกครั้งที่สองสงบลง ธุรกิจการบินพาณิชย์ในอินเดียกลับมาให้บริการอีกครั้ง ทาทาแอร์ไลน์ถูกแปรรูปเป็นบริษัทมหาชนในวันที่ 29 กรกฎาคม ค.ศ. 1948 และเปลี่ยนชื่อเป็น "แอร์อินเดีย" ในปี ค.ศ. 1948 ภายหลังอินเดียได้รับเอกราช รัฐบาลอินเดียได้เข้ามาถือหุ้นในสายการบิน 51% ทำให้แอร์อินเดียมีสถานะเป็นสายการบินแห่งชาติอินเดีย โดยมีชื่อว่า "แอร์อินเดีย อินเตอร์แนชันแนล" และได้เริ่มเปิดเส้นทางการบินระหว่างประเทศขึ้น โดยในวันที่ 8 มิถุนายน ค.ศ. 1948 ได้เปิดเส้นทางบินจากมุมไบสู่ลอนดอน ผ่านเมืองไคโรและเจนีวา โดยใช้เครื่องบิน ล็อกฮีด คอนสเตลเลชัน L-749A (VT-CQP) นับเป็นเที่ยวบินระยะไกลระหว่างประเทศเที่ยวแรก และในปี ค.ศ. 1950 เปิดเส้นทางสู่ไนโรบี โดยผ่านเมืองเอเดน

ต่อมาในวันที่ 1 สิงหาคม ค.ศ. 1953 รัฐบาลอินเดียได้เข้าเป็นผู้ถือหุ้นใหญ่ของสายการบิน ซึ่งรัฐบาลอินเดียพิจารณว่าเป็นธุรกิจที่สำคัญและต้องการที่จะเป็นผู้ควบคุมอุตสาหกรรมการบินอินเดียในขณะนั้น ขณะเดียวกันนั้นการบริการเที่ยวบินภายในประเทศของแอร์อินเดียได้ถูกโอนไปให้อินเดียนแอร์ไลน์ และในปี ค.ศ. 1954 ได้สั่งซื้อเครื่องบิน L-1049 ซูเปอร์คอนสเตลเลชัน และเปิดเส้นทางการบินสู่ กรุงเทพ ฮ่องกง และสิงคโปร์

ปี ค.ศ. 1960 แอร์อินเดียอินเตอร์แนชันแนลได้เข้าสู่ยุคไอพ่นเมื่อได้รับมอบเครื่องบิน โบอิง 707-420 และเปิดเส้นทางการบินสู่เมืองนิวยอร์กผ่านเมืองลอนดอน และเปลี่ยนชื่อเป็นแอร์อินเดียดังเช่นปัจจุบัน ในวันที่ 8 มิถุนายน ค.ศ. 1962 และในวันที่ 11 มิถุนายน ปีเดียวกัน แอร์อินเดียเป็นสายการบินแรกในโลกที่ให้บริการโดยเครื่องบินไอพ่นทั้งหมด