1993年，北京市在《北京市城市总体规划1994—2004》修编中预留了北京新机场场址，规划了通州张家湾与大兴庞各庄两处中型机场场址。

2002年，为配合北京首都国际机场三期改扩建，北京新机场的选址工作重新启动；定位由中型机场改为大型机场，选址选出了河北廊坊地区的旧州（今属九州）、曹家务、河西营和天津武清的太子务4个备选场址，并推荐廊坊市西偏北的旧州（今属九州）作为首选场址。

2003年8月，北京首都国际机场2号航站楼刚运营不久就近乎饱和，国家发展和改革委员会在《再扩申请批复》中指出：“从长远发展看，北京应建设第二机场，请民航总局、北京市尽早组织专门力量开展第二机场的选址论证工作，力争在2010年开工，2015年建成。”经过反复论证，民航部门确定了北京大兴南各庄场址，河北固安后西丈、彭村、东红寺等4个场址作为预选场址；最终从行政管理和市场运营的角度考虑，确定大兴南各庄场址。

2008年11月，《北京新机场选址报告》进行专家评审，推荐北京南各庄场址为首都新机场首选场址。

2010年12月1日，北京新机场建设指挥部成立。

2011年11月28日，民航局、解放军空军、北京市正式签署《关于北京新机场建设和空军南苑机场搬迁框架协议》。

2012年3月，民航局、北京市、河北省联合上报《北京新机场预可行性报告》至国务院、中央军委；12月20日，国务院、中央军委正式批复项目建议书。

2013年2月26日，北京新机场建设领导小组成立；7月，民航局、北京市、河北省与指挥部联合建立北京新机场三方建设协调联席会议机制。

2014年7月24日，国务院常务会议通过北京新机场可行性研究报告；9月4日，习近平总书记主持中共中央政治局常委会议审议通过北京新机场可行性研究报告；12月15日，中国国家发展和改革委员会批复同意建设北京新机场项目，总投资799·8亿元，机场场址确定为北京市大兴区与河北省廊坊市广阳区交界处，涵盖大兴区榆垡镇和礼贤镇以及廊坊市广阳区团城村东；12月26日，北京新机场正式开工建设。

2015年5月23日，民航局、北京市、河北省联合评审通过北京新机场总体规划方案；9月26日，航站楼核心区开工建设，航站区建设全面启动。

2016年2月，航站区工程一标段航站区及综合换乘中心基础工程完工；9月20日，航站区二标段航站楼深区正负零以下结构全面完工；10月12日，北京新机场市政配套工程开工。

2017年1月23日，北京新机场35kv临时输变电工程成功送电并正式投入运行，保障新机场全面施工临时需电；2月23日，中共中央总书记、中央军委主席、国家主席习近平考察机场建设，提出“新机场建设是我们国家发展一个新动力源”；3月6日，廊涿城际铁路联络线北京新机场段工程正式开工；3月16日，北京新机场航站楼混凝土结构封顶；4月7日，机场热源工程开工；6月30日，航站楼钢结构顺利封顶；8月30日，北京新机场综合交通中心（停车楼及综合服务楼）工程主体结构全面封顶；12月7日，北京新机场举行商业资源招商推介会，面向全球招商工作正式启动；12月31日，航站楼工程实现功能性封顶围。

2018年4月10日，北京新机场飞行区绿化工程正式启动；5月30日，北京新机场信息中心数据机房及指挥中心办公楼实现结构封顶；6月30日，北京新机场预留旅客捷运及行李通道与航站楼顺利对接；7月6日，《北京新机场建设与运营筹备总进度综合管控计划》发布；7月23日，首都机场集团公司北京新机场管理中心成立，负责北京新机场筹备和管理运营相关工作；9月12日，北京新机场飞行区场道工程首条下穿通道通车；9月14日，北京新机场名称确定为“北京大兴国际机场”；9月19日，北京大兴国际机场西一西二跑道成功贯通；9月29日，北京大兴国际机场中国东方航空基地机库正式封顶；10月11日，北京大兴国际机场投运总指挥部成立；11月11日，北京大兴国际机场东跑道顺利贯通；11月13日，北京大兴国际机场轨道线路轨共构段主体结构完工；12月26日，北京大兴国际机场跑道道面全面贯通。

2019年1月4日，中国民航局印发《北京大兴国际机场转场投运及“一市两场”航班时刻资源配置方案》和《北京“一市两场”转场投运期资源协调方案》；2月24日，北京大兴国际机场完成校飞；5月13日，北京大兴国际机场成功试飞；5月29日，北京大兴国际机场飞行程序正式获得民航华北地区管理局批复，已具备通航条件；6月15日，北京新机场线一期工程正式开始试运行；8月22日，北京终端管制中心正式运行并对空指挥；8月23日，北京市政府、中国民用航空华北地区管理局公布了北京大兴国际机场和空军南苑新机场净空保护区；8月26日，北京大兴国际机场完成iiib进近着陆、hud，rvr75米起飞和国产四级a-smgcs系统试飞项目；9月17日，北京大兴国际机场第三阶段试飞，南航、东航等完成iiib进近着陆及a-smgcs（高级机场场面活动引导与控制系统）4级功能验证。

2019年9月25日，北京大兴国际机场正式通航，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席机场通航仪式，宣布：“北京大兴国际机场正式投运！”，第一条航线为（北京大兴—鄂尔多斯），北京南苑机场正式关闭，民航转场至北京大兴国际机场，军航转场至北京南郊机场；10月18日，北京大兴国际机场海关正式挂牌开关；10月27日，北京大兴国际机场航空口岸正式对外开放，并开通首条国际航线（北京大兴—曼谷素万那普）。

2020年3月13日起，受新冠肺炎疫情影响，北京大兴国际机场的国际进港航班转至北京首都国际机场运行；6月11日，北京大兴国际机场开通首条全货机航线，由顺丰航空使用波音b757全货机执飞杭州航线；9月17日，大兴机场固安城市航站楼正式启用。

2021年1月30日，北京大兴国际机场完成公务机首航；6月25日，北京大兴国际机场国内中转区正式启用；9月17日至30日，北京大兴国际机场举办首届“925大兴机场节”。

2022年2月28日，北京大兴国际机场公务机楼正式启用；7月，北京大兴国际机场开通国际货运航线；9月25日，北京大兴国际机场通航3周年，迎来中国首个机场节主题航班。11月26日，北京大兴国际机场临空经济区顺丰华北智慧物流总部基地项目以线上方式完成验收。

2023年1月17日9时，从北京大兴飞往香港的南航cz309次出境航班平稳推出，标志大兴机场国际及地区航班正式复航，也是大兴机场恢复的首条国际及地区航线。1月17日起，南方航空、东方航空、首都航空、喜马拉雅航空等航司计划陆续恢复大兴机场国际及地区客运航线，复航航线包括南方航空北京大兴—香港航线，初期计划每周一、周二、周四执行3个往返，喜马拉雅航空北京大兴往返加德满都航线初期计划每周1班。此外，1月18日首都航空初期计划开通北京大兴到马累（马尔代夫）航线，东航也计划于近期恢复北京大兴往返曼谷航线（航班信息以官网查询为准）。大兴机场首批复航4条国际及地区航线，后续将开通更多长距离航线。大兴机场同期恢复国际通程中转服务，同时，恢复执行京津冀144小时过境免签政策。自2020年3月14日起，大兴机场暂停了近三年的国际客运航班即将按下“重启键”。春运期间，预计有5家航司共计5条国际航线。2月24日，中国南方航空cz679航班从北京大兴国际机场起飞，标志着北京大兴-伊斯坦布尔航线正式开通。这是国内航司在北京大兴机场开通的首条洲际航线。从3月15日开始，香港航空正式开通北京大兴至香港的直航航线。3月24日，北京大兴国际机场廊坊城市航站楼正式新增办理北京首都国际机场、天津滨海国际机场两座机场相关业务，开启“两市三场”运营，成为华北地区首座服务京津冀“三地三场”的城市航站楼。3月26日起，北京大兴国际机场正式启动2023年“夏航季”航班计划，协同各航司周密部署新航季航班，为旅客提供便利出行。5月18日，北京大兴国际机场融媒体中心正式揭牌成立。5月30日，北京大兴国际机场国航基地项目一期工程机务维修项目开工。6月7日，南航伦敦至北京大兴往返直飞航线正式开通。7月，由中建一局承建的北京大兴国际机场生活服务设施二期项目主体结构全面封顶，标志着项目完成阶段性目标，正式进入装饰装修施工阶段。7月20日，东航开通北京大兴—新加坡直飞航线，每天1班往返。10月20日，厦航北京-多哈定期航线成功首航。

2023年10月，北京大兴国际机场与南方航空、边检、海关签署合作备忘录，正式启用140号机位作为首个可转换机位试点，在保障“国际国内混合接飞”航班时，避免飞机频繁拖曳过程，旅客可以享受近机位出行。12月3日上午，由匈奴航空执飞的mr801次航班顺利抵达大兴机场，标志着大兴机场首条直飞蒙古国的航线正式开通。截止12月3日，大兴机场已开通30余条国际及港澳台地区航线，由20多家国内外航司运行，航点覆盖伦敦、阿姆斯特丹、莫斯科、多哈、阿布扎比、利雅得、伊斯兰堡、吉隆坡、首尔、东京、大阪、马尔代夫等热门旅游城市。12月26日，交通部民航委员会表示，中国南方航空将从2024年1月25日开始开通北京-阿拉木图之间的定期国际航班。

2024年2月5日，北京首都国际机场境外来宾支付服务示范区正式启用，与机场内各场景支付服务设施有机联动，为境外来华人员提供境外银行卡刷卡、扫码支付、外币兑换、现金使用、数字人民币支付等多元化支付体验，覆盖购物、餐饮、交通等场景。

2024年2月，北京大兴机场开启无人接送，小马智行、百度“萝卜快跑”首批获准示范运营。

2024年3月12日，香港快运航空uo260次航班顺利抵达北京大兴国际机场，标志着香港快运航空正式入驻大兴机场，加密北京大兴至香港地区航线。3月底，韩国航司德威航空执飞往返仁川国际机场至北京大兴国际机场航线。4月2日，俄罗斯s7航空公司恢复从符拉迪沃斯托克直飞北京大兴国际机场的定期航班。4月4日，俄罗斯乌拉尔航空公司开始执飞叶卡捷琳堡至北京航线。5月13日起，乌拉尔航空公司开通从符拉迪沃斯托克到北京的直飞航班。5月6日消息，据华北空管数据统计，2024年“五一”假期，华北空管共保障首都、大兴两机场进出港航班10124架次，比“五一”假期增长5·4%。其中大兴机场进出港航班4429架次。6月，大兴机场自动驾驶接驳收费服务的启动，标志着重点交通枢纽自动驾驶收费服务的首次开放。6月28日，泰国亚洲航空宣布将于7月1日开通北京大兴机场至曼谷廊曼机场的直飞航线。7月15日，大兴机场正式开通国际及地区航班电子登机牌服务，首批开通航司为英国航空和香港航空，进一步便捷国际及地区航班旅客出行体验。7月22日，东航已拥有6架c919，并开通了上海虹桥至成都天府、北京大兴、西安咸阳、广州白云等4条商业定期航线。

2024年8月消息，自7月1日至8月12日，首都机场集团下辖的大兴机场日均保障旅客33·9万人次，较15·5%，较2019年同期增长18·9%。其中，大兴机场14·5万人次。8月10日，北京两场当天保障航班2462架次（其中，大兴机场1087架次），服务旅客40·9万人次（其中，大兴机场18·0万人次）。大兴机场截至8月12日累计保障旅客3009万人次，相比提前60天突破3000万人次大关。

2024年8月21日至22日，北京大兴国际机场以优异成绩顺利通过海关总署口岸公共卫生核心能力考核。8月27日，大兴机场公务机楼国际通道及维修机库启用。

2024年是大兴机场投用五周年，大兴机场开辟25条新航线，旅客吞吐量提前60天突破3000万人次，超2万名外籍旅客享受过境免签便利，在大兴开启中国之旅第一站。截至2024年9月，大兴机场通航五年来，累计实现旅客吞吐量突破1·1亿人次、货邮吞吐量超68万吨。

截至2024年9月25日，大兴机场累计保障旅客1·27亿人次，开通了216条航线，覆盖了欧洲、亚洲和中东的25个国家和地区。截至10月20日，大兴机场共计保障进出港航班26·21万架次；进出港旅客吞吐量4001·31万人次，较2023年同期增长28·10%，这是自投运以来首次突破4000万人次大关，刷新了年度客流量新纪录。10月28日，沙特航空正式开通北京大兴国际机场直航达曼的航班，每周2班。11月11日，新加坡航空开通北京大兴国际机场往返新加坡樟宜机场的客运航班服务。

2024年10月27日起，民航将开启冬航季，北京首都航空将通过合理规划重点枢纽市场的运力投放及航班时刻，在北京大兴国际机场新开航线1条、加密航线2条，使航线网络覆盖全国南北方多地，满足商务、旅游、务工、求学等多种出行需求。冬春航季大兴机场日均定期航班计划量为978架次，其中国内客运航班892架次，国际及港澳台地区客运航班72架次，货运航班14架次。新航季，多家航司在大兴机场新开热门航线。11月11日，新加坡航空公司sq810 航班顺利抵达北京大兴国际机场，标志着新加坡航空正式开通北京大兴至新加坡往返航线。12月2日起，轨道交通大兴机场线启动试点非高峰时段“运快递”。12月3日，中国联合航空kn5571航班平稳降落在鞍山机场，标志着中国联合航空北京大兴—鞍山航线成功首航。12月6日获悉，自2019年北京大兴国际机场投运5年多以来，大兴机场的旅客吞吐量已超过1·3亿人次。12月10日，中老两国首都之间首次开通的直飞航班kn895从北京大兴国际机场飞抵老挝万象瓦岱国际机场。该航线由中国联合航空执飞，每周一、二、四、六往返北京大兴-万象。12月13日，北京大兴机场首次开通至悉尼、墨尔本直飞航线。当地时间12月15日，厦航mf8721航班平稳降落在老挝万象瓦岱国际机场，标志着厦航北京大兴—老挝万象航线正式开通。12月，由中国电子院设计的北京大兴国际机场行政综合业务用房项目顺利竣工。12月30日，海关总署制发关于同意北京大兴国际机场综合保税区（二期）验收结果的批复，此次大兴机场综保区（二期）验收面积2·084平方公里，标志着大兴机场综保区已全域完成围网验收。

2025年1月14日起，大兴机场正式进入2025年春运保障阶段。1月16日，中国南方航空公司计划于2025年3月开始削减北京大兴–伦敦希思罗机场航线的航班数量，每日一班。3月4日至3月19日期间，航司暂时将班次减少到每周5班。1月21日中午，摩洛哥皇家航空公司at230航班顺利降落北京大兴国际机场，标志着摩洛哥皇家航空正式复航北京大兴至卡萨布兰卡往返航线，这是自2023年初大兴机场恢复国际及地区航线以来的首条非洲航线，大大缩短了北京和卡萨布兰卡两座城市之间的飞行时长，该航线波音787-9梦想客机执飞，可搭载约300名乘客。计划每周运营三个往返航班。2月6日晚10时后，约2·2万人次旅客抵达大兴机场，机场仍处于客流高峰阶段。大兴机场结合天气情况，启动出租车室内候车程序。

截至2024年底，大兴机场累计引进东航、南航等国内外航司66家；截至2025年1月底，大兴机场累计旅客吞吐量1·5亿人次。

2025年2月12日，越南航空公司宣布将于3月30日开通一条从胡志明市飞往北京的新航线，并增加从越南首都河内飞往北京的航班班次。此外，越航还将把河内飞往北京首都国际机场的直飞航班增至每周7班。3月20日，中国联合航空开通北京大兴—大阪关西航线。4月1日，北京首都航空开通北京大兴至阿尔山往返航线。4月6日11时25分，国航北京大兴-首尔仁川航线正式开航。4月，北京大兴机场开启自助行李寄存柜试运行。行李寄存柜可提供两种规格的存取服务，中型格口可容纳20寸登机箱，大型格口可满足24寸行李箱的寄存需求，13个格口可灵活覆盖不同的储物场景。5月9日18时02分，一架搭载服装、饰品、电气元器件等出口商品的全货机，从北京大兴国际机场起飞，直飞法国巴黎瓦特里机场；同月，大兴机场正式启用国内进港混接国际出港可转换机位保障流程。6月20日，北京大兴国际机场天津西站城市航站楼启动试运行。至7月1日试运行10日，该航站楼已累计为1126位旅客办理值机等相关业务、托运行李431件。

截至2025年7月16日0时，北京大兴国际机场口岸本年度

出入境人员数量已突破300万人次，较去年同期增长30·4%，提前46天突破300万整数关口，其中7月13日，出入境人员数量达到1·92万人次，创年内新高。