1981年，十堰市将建机场列入总体规划。

1984年10月，湖北省人民政府向中华人民共和国国务院和中国共产党中央军事委员会呈交建设十堰机场报告。

1992年，十堰市成立机场筹建办，中国人民解放军广州军区空军勘察设计院做可行性报告，初步确定郧县柳陂、十堰白浪、丹江口市六里坪3个备选场址。

2002年，老河口军用机场联航停飞；十堰市申请将老河口机场改建成军民合用的武当山机场，国家有关部门中止该项目的实施。

2008年，十堰市再次成立机场筹建办。

2009年4月8日，中国民用航空中南地区管理局航管处、气象处和广空勘察设计院、中南空管局、北京全顺辅飞机性能分析公司等方面的专家对武当山机场的选址进行初始审查论证。8月12日，受中国民用航空局委托，中国民航工程咨询公司组织专家在十堰市召开《武当山机场选址报告》审查论证会，同意将白浪备选场址作为十堰武当山机场建设场址，并上报中国民用航空局审批。10月27日，中国民用航空局以民航函[2009]1259号文《关于湖北省十堰武当山机场场址的审查意见》，就十堰武当山机场选址作出正式批复。

2010年5月27日，湖北省人民政府向中华人民共和国国务院、中国共产党中央军事委员会上报了《湖北省人民政府关于十堰市武当山机场立项的请示》。

2012年10月14日，中华人民共和国国务院、中国共产党中央军事委员会批准十堰武当山机场立项。

2013年12月28日，十堰武当山机场航站区土石方及边坡工程项目1、2标段施工单位正式进场施工。

2014年7月31日，十堰武当山机场飞行区场道土石方、边坡及排水工程三、四、五标段正式开工建设。

2015年11月19日，十堰武当山机场飞行区工程通过验收。12月31日，十堰武当山机场航站区工程项目通过竣工验收。

2016年1月14日，十堰武当山机场通过行业验收；1月29日，中国民用航空中南地区管理局批复并下发武当山机场民用机场使用许可证。2月5日十堰武当山机场正式建成通航

2017年5月15日，十堰武当山机场机坪改扩建工程立项（代可研）获得中国民用航空中南地区管理局的批复。10月，十堰武当山机场机坪改扩建工程立项（代可研）项目正式开工建设。

2023年7月，新建国际航站楼主体土建部分基本完工，已全面转入屋面钢结构及室内施工阶段。

2024年4月18日，十堰武当山机场次降方向新增仪表着陆系统及配套i类精密进近灯光系统，通过民航局批复，正式投入使用。

2024年5月24日，十堰武当山机场新建国际航站楼及站坪工程顺利通过民航行业验收。

2024年10月15日，汉南通航机场开通短途客运航线，首批执飞武汉汉南至十堰。

2024年10月27日起，民航进入换季，十堰武当山机场开始执行冬春航季航班计划。

2024年12月27日，十堰武当山机场飞行区改扩建工程正式开工。

2025年4月13日，十堰武当山机场至日本大阪航空旅游首发团顺利启航。