2016年6月8日，公司成立。

2018年8月，天津货运航空获得民航华北地区管理局授予的ccar-121部航空承运人运行合格证，标志着这家以天津为主基地的全货机航空公司正式通过运行合格审定，具备正式运营资质和能力，即将迎来首航。

2020年8月，天津货运航空开通天津=威海=首尔货运航线。

2021年1月，天津货运航空开通威海至大阪全货运航班。

2021年9月，天津货运航空开通威海=东京、威海=芜湖全货运航班。

2023年1月，一架天津货运航空波音737全货机满载跨境电商货物和免税品从新加坡樟宜国际机场起飞，顺利抵达三亚凤凰国际机场，标志着新加坡=三亚“空中通道”成功“打通”，新加坡的时尚免税精品3小时即可直达三亚。

2024年5月15日，由山东省机场管理集团临沂国际机场有限公司包机运营的临沂=首尔全货机航线开通。该航线由天津货运航空有限公司b737-800f全货机执飞，出口货物以电子产品、跨境电商产品为主，进口货物主要为高品质服饰等，前期计划每周执行2班，后期将增加至每周5班。

2024年10月21日，天津货运航空b737全货机从郑州新郑国际机场起飞，到太原武宿国际机场落地，满载普货、电商货物后重新启程，飞往哈萨克斯坦最大城市阿拉木图国际机场，其间飞行里程约为3700公里，空中飞行时间约为5小时，标志着天津货航“郑州=太原=阿拉木图”航线正式开通。

2025年1月7日，天津货运航空有限公司b737全货机从重庆江北国际机场起飞满载快件到广州白云国际机场，随后又满载快递快件返回重庆江北国际机场，标志着重庆往返广州国内货运航线正式开通。

2025年3月5日，天津货运航空有限公司b737全货机从深圳宝安国际机场起飞，前往越南最大城市和经济中心胡志明市，这标志着深圳往返胡志明国际货运航线正式开通运行。

2025年4月30日消息，天津货运航空有限公司执飞重庆至曼谷全货机航线，参与重庆国际航空货运枢纽建设升级，于4月29日新开该航线，采用b-738机型，每周二、四、六执行三班，主要运输“重庆造”电子信息产品及进口东南亚水果，助力重庆与东南亚国际经贸合作及西部陆海新通道“空中走廊”建设。