1971년오키나와가 일본에 반환되기 1년 전에 착공하여, 1973년 7월에 제트기 조종사 양성을 위해 훈련 비행장으로 완공되었다. 사실 이때부터 군기지 관련으로 일본 정부 - 류큐 정부 - 미국 이렇게 3개의 정부가 얽혀 잡음이 많았다. 아무튼 본격적인 조종사 훈련은 1980년11월부터 시작했으며[1] 이때부터 나하 공항간 남서항공의 정기편이 취항하였다. 그러던 1988년5월 30일 훈련생의 조종 미숙과 강한 측풍으로 인한 ANA훈련기 이륙 중 활주로 이탈 사고[2]가 발생하고 이후 공항 이용객이 점점 줄어들어 결국 1994년7월 비정기편을 제외한 모든 정기편은 운항중지되었다.
그렇게 1994년부터 사실상 민항기의 취항이 없자 항공자위대와 미 공군 그리고 미 해병대에서 계속 눈치를 보면서 종종 군용기의 급유 관련으로 이용하기 시작하는데, 이를 두고 군사 공항이니 아니니 갑론을박이 나오던 중 차라리 훈련밖에 안하는 공항의 활성화를 위해 자위대를 유치하자! 라는 의견으로 지역의회, 지방의회, 그리고 오키나와 현과 일본 정부와 나아가 미국에서도 관심을 가질 정도로 난리가 났다. 주민 투표와 공청회 그리고 설명회가 진행되던 2002년 6월 26일, 공항의 원 목적이 훈련 공항임을 확인 시키듯이 ANA훈련기 시모지시마 오버런 사고[3]가 발생한다.
공항 위치가 오키나와와 대만의 중간에 있었고 특히, 중국과의 영토 분쟁 지역 중 하나로 센카쿠 열도로부터 가깝기도 했지만 훈련 비행장으로 지은 덕분에 활주로 양쪽에 계기착륙장치가 설치된 공항이라는 점에서 공군 기지로서는 최적의 조건이었다. 그래서 한 때, 정부에서 후텐마 기지 이전과 같이 불거져서 주일미군과 군민 공용화하자는 목소리가 있었지만 주민들의 격렬한 반대로 인해 이후 2005년 기존 찬성 의견을 내던 지역 의회에서 결국 자위대 관련 유치에 관해서 백지화를 하게되면서 최종적으로는 민군복합 공항계획은 무산되었다.
이후 2007년 4월 홋카이도 거점 인 에어트란세[4]와 오키나와 거점인 에어돌핀[5]이 협력하여 13년 만에 나하 공항간 항공편이 생겼으나 석 달도 못 가 6월 25일 단항하였다. 사실 2006년 미야코 섬과 이라부 섬을 연결하는 3,540m길이의 이라부 대교가 개통됨에 따라 시모지 섬-이라부 섬-미야코 섬 경로로 차 타고 30분도 안 걸리는 거리에 위치한 미야코 공항이라는 활주로는 짧지만 도쿄(하네다), 오사카, 후쿠오카랑 가끔씩 나고야까지도 하루에도 몇 번씩 가는 큰 공항이 있기 때문에 이용하는 사람이 적다.
2009년 7월 5일 일본항공에서 "클래식항공기 퇴역 기념비행"이라는 이름으로 B747-300을 전세기로 방문하였다. 이때의 방문이 시모지시마 공항 개항 최초로 가장 큰 여객기가 착륙한 사례였으며, 2009년 7월에 처음이자 마지막으로 898명이라는 최다 이용객수를 찍었다고 한다.
2010년 일본항공의 파산으로 일본항공 조종사의 훈련생양성을 중단하였고, 2012년 운영비부담이 높다는 이유로 ANA역시 훈련중단을 통보하면서 2013년 2015년 일본항공과 ANA가 완전 철수함에 따라 항공사에 의한 민간 조종사 훈련은 모두 종료되었다. 훈련도, 방문객도, 군용기도 없는 공항을 어떻게든 활성화 하고자 대대적인 변화가 시작됐는데 가장 큰 변화는 CIQ를 위한 시설을 만들어 국제선 전세기의 취항을 받기 시작한 것으로 2017년 공항청사 리모델링도 진행하였다. 하지만 딸랑 몇 안되는 방문객으로는 활성화가 어렵다고 판단했는지 2016년 부터 다시금 항공자위대기지 유치에 대한 주장이 나오기 시작했다.
비록 JAL과 ANA는 비용상의 문제로 더이상 조종사 훈련을 안하지만, 공항이 조종사 훈련에 최적이었는지 2018년 부터 바닐라 에어, 퍼스트 항공의 조종사 훈련장소로 이따금씩 다시 이용되고 있다.
2019년 5월 31일부터 6월 6일까지 대한항공이 인천발 전세편을 띄웠다. 2019년 7월 19일부터 국제선 정기 노선도 개설되어 홍콩 익스프레스에서 홍콩 국제공항간 주 3회 항공편을 운항 했다가 코로나19 사태로 운휴되었다.
2019년 11월 25일, 28일에 대만의 만다린항공이 타이중, 화롄 노선에 전세편을 띄웠다.# 2024년 5월 29일부터 진에어의 인천발 정기편의 운항을 시작했다. 주 5회 운항으로 월, 수, 금, 토, 일 운행한다. 현재 이공항의 유일한 정기편 국제선이다. 12시 40분 인천에서 출발해 15시 10분 도착한다. 1시간 뒤인 16시 20분 바로 출발해서 인천에 18시 50분 도착하는 일정이다. 거리가 거리인지라 기종은 주로 737 MAX 8이 투입된다.
시모지 섬을 무대로 한 애니메이션 스트라토스4가 있으며, 이 공항이 혜성, 운석 등 요격 기지로 나온다.
[1] 그 전까지는 민간 조종사는 미국까지 가서 훈련을 했다고 한다.[2] 3명 전원 생존(아래 영상)[3] 훈련생과 교관의 미숙으로 인한 사고(3명 전원 생존)[4] Airtransse. 항공기 임대업[5] Air Dolphin. 2009년 파산.[계절편][JAL*] 국제선연결편에 한하여 JAL 공동운항[계절편][9] 2025년 6월 27일 복항