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第二次世界大战结束之后，在驻日美军的支持与帮助下，日本战后政府重建军备。不过，与日本陆上自卫队和海上自卫队不同，日本航空自卫队没有前身组织，它完全是在驻日美军帮助下、以日本帝国军队退役人员为基础而新建起来的第三大军种。
从历史根源来看，日本航空自卫队的成立始于日本陆军航空兵研究者的空军研究，包括三好康之、原田贞宪、谷川一男、秋山纹次郎、田中耕二、浦茂等人。战后，在盟军占领下的日本欲成为独立国家，对于独立国家，军备首当必要，而在军备中又必须拥有独立的空军。
日本帝国军队的“复燃”
1951年春，日本警察预备队决定采购当时美国陆军装备的L机，这种飞机主要用于联络、侦察、弹着点观测等用途。鉴于此，滨松南基地开始准备创建航空学校，同时着手准备飞行训练业务。滨松南基地第1批操纵学员都由原日本帝国陆军和日本帝国海军的飞行员组成，他们毕业后都成了下一批学员的教官。由此，日本战后的飞行员教育与训练工作便正式拉开序幕，而滨松基地也因此成为日本航空自卫队的发祥地和创建原点。今天的滨松基地还设置了包括航空教育集团司令部在内的大量日本空军教育与训练部队。
1952年10月15日，日本警察预备队改组为日本保安队，与此同时，日本保安队航空学校在滨松基地内正式成立。担任日本保安队航空学校第一任校长的是原日本帝国陆军汾阳光文陆军中佐（中校），学校幕僚集团组成人员也都是原日本帝国陆军和日本帝国海军出身的军官，根据军种不同，这些幕僚采取均等名额配置。从历史发展来看，日本保安队航空学校是后来日本航空自卫队创建的基础，而这些学校的军官团体组成则全部来自日本帝国军队。从这层衍生关系上来看，航空学校及后来的日本航空自卫队则全部来自日本帝国军队，日本帝国军队则将其在第二次世界大战及太平洋战争时期所形成的教育理念、战斗精神、爱国传统等精神文明成果全部传承到日本航空自卫队中去。
在日本保安队航空学校成立之前，日本飞行员的技能恢复训练都由美国空军主导实施。随着航空学校的成立，日本飞行员的训练从此呈现航空学校主管、美国空军提供支援的总体态势。在美国空军主导日本飞行员训练期间，飞行教育一直都采用英语教学，航空学校成立后仍然采用英语教学，这对于日本帝国军队出身的飞行员来说是一个极大的挑战，由于美国空军教官参与讲学，故此，一些非常优秀的帝国出身飞行员由于听不懂英语而惨遭淘汰。
进入1953年，驻日美军正式设置了对日军事顾问团，从此，驻日美军开始真正实施对日的军事指导及军事援助。在朝鲜战争期间，鉴于战争形势的需要，参战美军对日本政府提出了“朝鲜特需（指美军向日本提出筹集物资及劳务的需要）”要求。在这种情况下，美军批准日本可以制造武器，于是，战后在日本本土各管区内先后成立了联络机部队。截至1954年年中，这些部队均配备完毕。
1954年秋，日本保安厅（日本防卫厅前身）在下属保安局内设置了制度调查委员会别室，与此相对应，驻日美军对日军事顾问团也设立了航空班。根据防卫力整备计划（日本国防力量发展计划）第7次案，日本政府形成了后来日本航空自卫队编制与装备的基本骨架，此后，依据日本政府昭和29年度（1954年度）预算要求，日本航空自卫队正式进入创建时期。
1954年2月，日本政府创建“航空准备室”，该准备室全权负责创建日本航空自卫队的各项事宜。3月，日本航空自卫队人员招募计划新鲜出炉，与此同时，日本政府向驻日美军对日军事顾问团提出基地返还及共同使用的要求。5月，日本保安队与驻日美军远东空军在松岛基地内开始联合飞行教育与训练。6月，日本保安队临时松岛派遣队正式组建完成，于是，驻日美军对日军事顾问团航空班也升格为空军部。随后，日本政府公布《防卫厅设置法》和《自卫队法》两项基本法律条文以及第一代航空幕僚长（空军司令员）为上村健太郎、航空幕僚副长（空军副司令员）为佐薙毅。
上村健太郎为日本帝国时代内务省官员，战后就任日本保安厅官房长（相当于办公厅主任）。除航空幕僚长和航空幕僚副长之外，一些其他重要领导岗位也由日本帝国陆军和日本帝国海军退役人员担任。总之，在日本航空自卫队正式成立之前，大部分重要岗位已经都由原日本帝国官员和军人担任。
1954年6月10日，驻日美国空军开始实施日本飞机维修人员的教育与训练任务。6月22日，第1期操纵学员开始通过T-6教练机进行T-6操纵教育课程培训。
日本航空自卫队的草创
1954年7月1日，日本航空自卫队正式成立，它标志着日本空军力量在战后的重生。日本航空自卫队诞生第一个年度的空军力量有56架T-34教练机、63架T-6教练机、若干架T-33A教练机、16架C-46运输机、1架KAL-2联络机，上述这些空军力量都由美国空军提供。日本航空自卫队昭和30年度（1955年度）的军费预算是102亿日元，而同年度日本陆上自卫队的预算大约是550亿日元。
创建之际，日本航空自卫队的司令部机关——航空幕僚监部设置在越中岛上，唯一的下属部队临时松岛派遣队设置在松岛基地内。稍后不久，1954年7月6日，操纵学校在滨松基地内组建，这座空军飞行员学校源自日本保安队时期的航空学校。此后，日本航空自卫队各下属职能部队如雨后春笋般在日本全国各地先后成立，如：1954年8月，日本航空自卫队干部学校在防府基地内成立;9月，日本航空自卫队通信学校和维修学校在滨松基地内成立、第1航空教育队在防府基地内成立、补给处在土浦基地内成立;10月，北部训练航空警戒队在三泽基地及其他地区成立、中部训练航空警戒队在名古屋成立、西部训练航空警戒队在板付基地及其他地区成立;1954年末，第2航空教育队在防府基地内成立、临时筑城派遣队在筑城基地内成立、立川运输航空队在立川基地内成立、临时教材维修队在滨松基地内成立。综上所述，日本航空自卫队初期组建的部队大部分都是教育与训练部队，由此可以看出教育训练部队对于军队创建的重要性。 在日本航空自卫队创建期间，驻日美军全力支援。1954年6月，根据《日美相互防卫援助协定》等制定的《秘密保护法》生效。翌年7月，美国政府批准日本军工企业可国产化生产F-86F战斗机和T-33A教练机。1954年8月，日本航空自卫队人员开始留学美国，同时，防府基地全面展开日本航空自卫队的干部（军官）教育业务。9月，日本政府确定日本陆海空三军自卫队的飞机分属协定由日本防卫厅长官（当时的日本国防部长）决定。
1955年3月，日本政府制定防卫6年计划，随后，昭和32年度（1957年度）防卫力整备计划也正式确定下来。8月8日，日本航空自卫队操纵学校所属一架T-34教练机在低空旋转训练中因失速坠毁，飞行员当场死亡。这是日本自卫队自创建以来的第一次坠机事故。
1956年，在日本国防会议上，日本国防基本方针正式通过。1957年6月，《第1次防卫力整备计划（第1次国防力量发展计划）》正式确定。根据《第1次防卫力整备计划》，日本航空自卫队明确了中期组建建设目标。1955年9月，日本航空自卫队干部候补生学校在防府基地内成立，同时，开始初级干部教育业务。1955年11月，操纵学校第1分校和第2分校分别成立。其中，第1分校设在小月基地内，分设小月本校和防府分校，第2分校设在松岛基地内。当年12月，日本航空自卫队第一支主力作战部队——航空团（即后来的第1航空团）在滨松基地内成立，当时装备F-86F战斗机。
对于日本航空自卫队的草创，驻日美国空军提供了巨大帮助。为了便于日本航空自卫队与美国空军展开联合行动，日本初创时期迫切需要英语教学，于是，1956年1月，滨松基地内成立了英语教育队。1957年2月15日至2月18日，日本航空自卫队在成立不到3年时间的情况下在日本九州方向实施了第一次防空实兵演习行动。
第一个“五年计划”
根据日本政府制定的《第1次防卫力整备计划》（简称“1次防”），日本航空自卫队开始进入急速扩张时期。
1957年8月1日，日本航空自卫队的主力作战司令部——航空集团（即后来的航空总队）在府中基地内组建完成。当年9月2日，日本航空自卫队分别在日本的千岁、松岛、矢之目、宇都宫、入间川、滨松、小月、美穗、防府、筑城、板付11个基地内创建了各自的管制分遣队和气象分遣队。截至1959年6月1日，除矢之目外，其他10个管制分遣队全部改编为管制队。在此期间，由驻日美国空军全权管理下的日本全国航空管制网络开始呈现出向日本航空自卫队过渡的态势。
截至1959年3月底，日本航空自卫队航空总队、北部航空方面队（三泽基地）、中部航空方面队（入间基地）、西部航空指令所（春日基地）四大主力作战司令部及部队已经全部创建完成。其中，第1航空团、第2航空团、第3航空团、第4航空团、运输航空团、航空保安管制气象群、救援航空队、实验航空队、管制教育团等日后成为日本航空自卫队主干力量的司令部及部队已经全部编成，自此，日本航空自卫队初步形成较全面的作战能力。
在日本航空自卫队初创的8年时间内，共有70名队员因公殉职，其中，昭和31年度（1956年度）共发生33起大中规模的航空事故，而昭和32年度（1957年度），这个数字更达到47起，这说明日本航空自卫队的各项任务在不断扩张。1957年9月，为了遏制航空事故的不断上升，日本航空自卫队第3任航空幕僚长、大名鼎鼎的源田实4星上将决定在各部队实施飞行安全检阅。同年11月，航空幕僚监部（空军司令部）内又新设监察官一职。此后，日本航空自卫队在相关航空安全领域投入了大量的经费预算，经过物质与精神的双重治理，随着应对措施的不断健全，日本航空自卫队的航空事故数量明显减少。1958年3月，日本航空自卫队又创建了作为航空事故紧急救援部队的救援飞行队，这些救援飞行队主要装备救援直升机。
1959年6月1日，日本航空自卫队创建了最大的教育与训练部队司令部，这就是新编的飞行教育集团。当时，飞行教育集团囊括了日本航空自卫队所有的教育与训练部队，包括第11至第17飞行教育团这7个编号的飞行教育团以及第1航空团和第4航空团，这些部队就是今天航空教育集团的骨干力量。
与此同时，日本航空自卫队的军事院校也在不断增强。1959年6月，设置在岐阜基地内的维修学校分校改编为日本航空自卫队第3技术学校。9月，维修学校改编为日本航空自卫队第1技术学校、通信学校改编为日本航空自卫队第2技术学校。
1959年，日本航空自卫队百里基地开始换装当时最先进的F-104J战斗机，当时这款战斗机号称是美国最后一款有人战斗机。为了迎接F-104J的部署，百里基地内的滑行跑道、机库、燃料仓库等相关基础设施都进行了维修和修缮。1960年，日本航空自卫队战后第一种国产喷气式飞机——T-1教练机开始投入使用。
战斗机和防空导弹部队的组建
根据日本政府昭和36年度（1961年度）通过的单年度预算，《第2次防卫力整备计划》（简称“2次防”）将于昭和37年度（1962年度）开始实施。在昭和36年度的单年度预算期间，1961年6月，日本航空自卫队西部航空司令所改编为西部航空方面队，至此，日本全境的防空覆盖开始呈现出由3个航空方面队承担的态势。同年，日本航空自卫队中央航空通信群编成，保安管制气象群改编为保安管制气象团，第2技术学校分校改编为日本航空自卫队第4技术学校。
在“2次防”期间，日本航空自卫队计划装备1000架各式飞机，筹建地空导弹部队并由它全面接管原来由日本陆上自卫队运用的美制MIM-3“奈基-埃杰克斯”地空导弹系统，同时创建自动警戒管制组织与部队，上述这3项力量发展计划是“2次防”期间日本航空自卫队最重要的发展项目。在此期间，围绕日本航空自卫队准备在长沼分屯基地配备“奈基”地空导弹一事还发生了“长沼奈基基地诉讼”事件。
1962年3月22日，临时F-104训练队编成，这是日本航空自卫队第一个F-104J战斗机训练队。经过一年时间的高强度训练，在训练队完全达到作战能力之后，1963年3月5日，临时F-104训练队改编为日本航空自卫队第一支F-104J战斗机飞行队——第201飞行队，并开始进入作战值班状态。 1962年10月，管制教育团改编为日本航空自卫队第5技术学校，至此，日本航空自卫队军事院校教育体系由5所技术学校、1所干部学校和1所干部候补生学校组成，这7所学校统一由当时的术科（技术）教育本部领导。
1963年1月17日，日本陆上自卫队的地空导弹部队——第101高射大队开始向日本航空自卫队防空导弹部队移交“奈基”地空导弹。以第101高射大队为参考标准，1963年4月1日，日本航空自卫队在第101高射大队所在的习志野基地新编了第1高射群，这是日本航空自卫队的第一支防空导弹部队。1963年4月17日，第1高射群本部由习志野换防到入间基地内。两年之后，1965年2月1日，日本航空自卫队第二支防空导弹部队——第2高射群在春日基地内组建完成，至此，日本拥有两支可实施地空导弹拦截任务的防空导弹部队。
第3次防卫力整备计划
在进入《第3次防卫力整备计划》（简称“3次防”）时代后，日本航空自卫队的部队编制开始呈现出向全国各地拓展的态势，包括日本航空自卫队自动警戒管制部队的蔓延、战斗机部队的扩建等，同时日军各机种的国产化进程也在不断推进。
在“3次防”时代，日本航空自卫队发生了很多意想不到的“轶事”。1969年2月8日，在日本石川县金泽市上空，一架遭受雷击的F-104J战斗机坠毁在金泽市的中心城区，结果导致非常严重的群死群伤事件。
1969年10月，日本航空自卫队佐渡分屯基地发生了小西诚自卫官（日本现役军人统称“自卫官”，它是军官、士官和士兵的统称）拒绝训练事件，而小西诚后来成为日本国内著名的反战自卫官。这次事件是日本航空自卫队第一次违反《自卫队法》事件，它暴露出日本自卫队创建十几年来是否符合日本和平宪法的问题，这个问题不仅影响着日本普通民众，也影响到了日本自卫队本身。
1970年3月，“淀号劫机事件”发生，在整个事件过程中，日本航空自卫队飞机实施了空中监视。
1971年7月30日，在日本岩手县上空，一架“全日空”民航客机与一架日本航空自卫队战斗机在空中相撞，这就是著名的“全日空客机雫石相撞事故”。在这次严重事故的影响下，时任日本防卫厅长官（国防部长）增原惠吉和航空幕僚长（空军司令员上田泰弘4星上将）双双引咎辞职。通过吸取教训，日本政府修改了《航空法》，根据这部法律，日本自卫队飞机也有安装发送应答器（询问机）和飞行编码器的义务。
在事件频发的同时，日本航空自卫队也收获了一次又一次的成功。1971年7月，日本国产T-2教练机成功进行了首飞。随后，1971年11月，C-1运输机成功进行了首飞，并从1973年起开始装备部队。同在“3次防”期间，日本航空自卫队开始装备作为第2次F-X（实验战斗机）的F-4EJ战斗机。
第一次石油危机来袭
当《第4次防卫力整备计划》（简称“4次防”）启动后，日本航空自卫队继续推进现代化进程，并不断提高空运能力等，以期使自身作战能力更加全面。
1972年5月15日，美国政府将冲绳地区行政管辖权移交给日本政府，从此，日本航空自卫队的防空责任区进一步扩大。鉴于此，临时那霸派遣队应运而生，不久之后，1973年，日本航空自卫队新编西南航空混成团，这支主力部队完全接管了冲绳地区的防空责任区。
在“4次防”期间，世界爆发了第一次石油危机，受其影响，世界原油价格爆涨，日本当然也未能幸免。根据昭和48年度（1973年度）预算，日本航空自卫队的燃料采购数量是大约2.8亿升，总计42亿日元，这是石油危机之前的价格，因此未出现采购压力。在石油危机发生之后，第二年，根据昭和49年度（1974年度）的日本政府预算，日本航空自卫队计划采购3.2亿升的燃料，不过，其采购预算却高达约90亿日元，与前一年相比，每升燃料价格爆涨了1倍多。而且，日本航空自卫队的燃料采购都有一些时间延迟，为了应对此事，同时，也是确保战争石油储备的需要，日本用于采购石油的年度预算将会占相当比例。为了降低采购预算，日本航空自卫队不得不降低燃料的消耗量，在石油危机之前，截至1971年，日本战斗机飞行员的年平均飞行时间维持在178小时。而石油危机之后，自1972年开始，战斗机飞行员的年平均飞行时间锐减。进入1974年，战斗机飞行员的年平均飞行时间降至160小时。1976年降至150小时。到1980年则减少到140小时。此后，经过一段时间又恢复到160小时，直到1987年才稳定在这个数字。同期相比，美国空军战斗机飞行员的年平均飞行时间为大约240小时，北约成员国的平均飞行时间不到180小时。
从1974年开始，日本航空自卫队选定第3次F-X（实验战斗机）。1975年6月，F-1战斗机成功进行首飞，1977年9月开始陆续装备部队。随后，达到装备化要求的80式空舰导弹开始上机。从此，通过F-1战斗机与80式空舰导弹的组合，日本航空自卫队针对苏军登陆舰队的反舰攻击能力有了质的飞跃。
1976年9月6日，日苏之间发生“别连科中尉亡命事件”。在此次事件中，苏联防空军的一架米格25P战斗机突然改变方向进入日本领空，日本航空自卫队千岁基地内承担防空拦截任务的F-4EJ战斗机立刻紧急升空实施拦截。不过，由于F-4EJ战斗机的雷达存在严重问题，在拦截过程中未能发现拦截对象，结果，这架闯入日本领空的米格-25P战斗机强行着陆到日本函馆机场。受此次事件影响，日本航空自卫队各级作战部队严阵以待，以防备远东苏军发动抢回米格25P战斗机的作战行动。鉴于事态严重，驻日美军也介入作战准备行动，不过，最终远东苏军并没有采取武力攻击行动。
日本空军装备的发展与成熟
通过总结1976年9月发生的“别连科中尉亡命事件”经验教训，日本航空自卫队发现现有防空警戒网存在严重不足，为了对此进行补救，日本决定从昭和54年度（1979年度）开始采购E-2C预警机。后来，这款机型于1983年开始装备部队。 此外，在《中期业务计划》期间，日本航空自卫队还开始其他飞机采购计划。1978年2月，“道格拉斯-格鲁门事件”发生，这是一起军工企业的“腐败案”。针对此次事件，日本航空自卫队对美制战斗机的性能疑惑很深。鉴于此，日本航空自卫队开始F-1战斗机的替代机计划，这就是FS-X计划。
在《中期业务计划》期间，日本航空自卫队的部队编制进一步优化。例如，1978年3月，运输航空团改编为3个运输航空队。1981年2月，补给统制处改编为日本航空自卫队补给本部。
此外，1979年8月就职的日本航空自卫队第15任航空幕僚长山田良市上将在经过慎重考虑后，为实施拦截任务的战斗机配备了实战导弹。1980年，日本航空自卫队向美国采购了第一架F-15J战斗机，随后，这架战斗机以空中转场形式到达日本。
1983年4月19日，在日本三重县乌羽市海面的菅岛，日本航空自卫队2架C-1运输机相继坠毁，这就是“日本航空自卫队C-1运输机菅岛连续坠机事故”。
1 980年代中期，日本航空自卫队决定用MIM-104“爱国者”地空导弹取代原来的“奈基-J”地空导弹，“爱国者”从1989年开始配备各级防空导弹部队。
中期防卫力整备计划
日本航空自卫队最初《中期防卫力整备计划》（简称“中期防”）的主要力量发展目标是优先增加F-15J战斗机的采购数量，同时，对其他现有装备进行更新及现代化改装。1989年3月16日，在改编原有部队的基础上，日本航空自卫队之航空支援集团、航空教育集团和航空开发实验集团三大核心司令部同时成立，这些高级司令部均是航空幕僚监部的直辖部队，他们分别承担各自不同的部队职能。
根据昭和61年度（1986年度）“中期防”目标，日本航空自卫队准备组建直升机空运部队，其主要承担雷达站运输支援以及战争条件下的救援任务。此后，第一支直升机空运部队——入间直升机空运队在入间基地内率先成立。同时，以驻熊谷基地内的移动通信队为母体，日本航空自卫队新编了第1至第4共计4支移动通信队。
1987年12月9日，在日本西南诸岛上空，针对侵犯日本领空的苏军战机，日本航空自卫队战斗机实施了自创建以来的第一次实弹警告射击，此次事件被称为“警告射击事件”。1992年4月，日本航空自卫队新编类似美国空军一号、承担国家领导人运输业务的部队，这就是特别航空运输队，装备日本国政府专用机。截至1994年底，日本航空自卫队又成立了归属航空幕僚监部指挥与监督之下的自卫队三泽医院。1995年11月22日，在日本石川县能登半岛附近海面，日本航空自卫队发生“F-15僚机击落事件”。
突出装备现代化水平以及制空作战能力
“08中期防”之后，日本航空自卫队继续推进装备现代化进程，以强化防卫体制和适应冷战结束后的国际战略环境变化。1995年，日美联合研制的F-2战斗机成功进行了首飞，一年之后进入采购阶段，2000年之后开始配备各级战斗机部队。
截至平成10年度（1998年度）末，自昭和62年度（1987年度）以来陆续组建的12支基地防空部队全部编成。2000年5月8日，中央航空通信群、第1移动通信队、第2移动通信队、第3移动通信队、第4移动通信队、通信监查队以及通信保密队统一合并改编为航空系统通信队，这是日本航空自卫队通信部队自创建以来最大规模的一次集体改编行动。同在“08中期防”的2000年5月，航空幕僚监部和日本防卫厅机关同时由桧町基地搬迁到东京都市谷基地内。
日本航空自卫队当前概况
截至2013年，就整个亚洲国家空军力量而言，日本航空自卫队拥有非常强的防空作战能力，不过对地攻击能力较弱。同时，针对弹道导弹攻击和游击战攻击的防御能力也较弱，所有空军基地的防空保护能力普遍不足。日本航空自卫队现有空军基地73个，其中只有6个核心空军基地配备了120部“爱国者”PAC-3型地空导弹系统。
截至2011年3月，日本航空自卫队编制总兵力为47097人（自卫官），另有事务官（文职人员）3227人。平成23年度（2011年度）预算为10435亿日元，其中，人员粮食费为3791亿日元，一般物件费为1558亿日元，年度支出经费为5086亿日元，新规后年度负担额为5274亿日元。
日本航空自卫队最高指挥与领导机构为航空幕僚监部（空军司令部），下设五大核心司令部，分别是航空总队（作战部队）、航空支援集团（作战支援部队）、航空教育集团（教育与训练部队）、航空开发实验集团（武器装备试验部队）和航空自卫队补给本部（后勤保障部队）。其中，航空总队拥有12支配备F-15J、F-4EJ改、F-2三种战斗机的主力作战]5行队，分别部署在7个空军基地内。
日本航空自卫队接受航空幕僚监部以及统合幕僚长和航空幕僚长的指挥与领导，其最高军事长官为航空幕僚长（空军司令员），由他统辖日本航空自卫队的最高参谋机构——航空幕僚监部。
截至2011年，日本航空自卫队主力作战飞机有360余架，其中包括201架F-15J战斗机（装备数量仅次于美国空军）、97架F-2战斗机、64架F-4EJ改战斗机;RF-4E/RF-4EJ侦察机约13架：预警机17架，分别是13架E-2C预警机和4架E-767预警指挥机;空中加油机5架，分别是4架KC-767J空中加油机和1架KC-130H加油机;电子战飞机7架，分别是1架EC-1电子战训练机、4架YS-11田电子情报收集飞机和2架YS-11EA电子战训练飞机;运输机42架，分别是26架C-1运输机和16架C-130运输机;直升机60架，分别是15架CH-47J运输直升机和45架UH-60J搜索与救援直升机。
从历史根源来看，日本航空自卫队的成立始于日本陆军航空兵研究者的空军研究，包括三好康之、原田贞宪、谷川一男、秋山纹次郎、田中耕二、浦茂等人。战后，在盟军占领下的日本欲成为独立国家，对于独立国家，军备首当必要，而在军备中又必须拥有独立的空军。
日本帝国军队的“复燃”
1951年春，日本警察预备队决定采购当时美国陆军装备的L机，这种飞机主要用于联络、侦察、弹着点观测等用途。鉴于此，滨松南基地开始准备创建航空学校，同时着手准备飞行训练业务。滨松南基地第1批操纵学员都由原日本帝国陆军和日本帝国海军的飞行员组成，他们毕业后都成了下一批学员的教官。由此，日本战后的飞行员教育与训练工作便正式拉开序幕，而滨松基地也因此成为日本航空自卫队的发祥地和创建原点。今天的滨松基地还设置了包括航空教育集团司令部在内的大量日本空军教育与训练部队。
1952年10月15日，日本警察预备队改组为日本保安队，与此同时，日本保安队航空学校在滨松基地内正式成立。担任日本保安队航空学校第一任校长的是原日本帝国陆军汾阳光文陆军中佐（中校），学校幕僚集团组成人员也都是原日本帝国陆军和日本帝国海军出身的军官，根据军种不同，这些幕僚采取均等名额配置。从历史发展来看，日本保安队航空学校是后来日本航空自卫队创建的基础，而这些学校的军官团体组成则全部来自日本帝国军队。从这层衍生关系上来看，航空学校及后来的日本航空自卫队则全部来自日本帝国军队，日本帝国军队则将其在第二次世界大战及太平洋战争时期所形成的教育理念、战斗精神、爱国传统等精神文明成果全部传承到日本航空自卫队中去。
在日本保安队航空学校成立之前，日本飞行员的技能恢复训练都由美国空军主导实施。随着航空学校的成立，日本飞行员的训练从此呈现航空学校主管、美国空军提供支援的总体态势。在美国空军主导日本飞行员训练期间，飞行教育一直都采用英语教学，航空学校成立后仍然采用英语教学，这对于日本帝国军队出身的飞行员来说是一个极大的挑战，由于美国空军教官参与讲学，故此，一些非常优秀的帝国出身飞行员由于听不懂英语而惨遭淘汰。
进入1953年，驻日美军正式设置了对日军事顾问团，从此，驻日美军开始真正实施对日的军事指导及军事援助。在朝鲜战争期间，鉴于战争形势的需要，参战美军对日本政府提出了“朝鲜特需（指美军向日本提出筹集物资及劳务的需要）”要求。在这种情况下，美军批准日本可以制造武器，于是，战后在日本本土各管区内先后成立了联络机部队。截至1954年年中，这些部队均配备完毕。
1954年秋，日本保安厅（日本防卫厅前身）在下属保安局内设置了制度调查委员会别室，与此相对应，驻日美军对日军事顾问团也设立了航空班。根据防卫力整备计划（日本国防力量发展计划）第7次案，日本政府形成了后来日本航空自卫队编制与装备的基本骨架，此后，依据日本政府昭和29年度（1954年度）预算要求，日本航空自卫队正式进入创建时期。
1954年2月，日本政府创建“航空准备室”，该准备室全权负责创建日本航空自卫队的各项事宜。3月，日本航空自卫队人员招募计划新鲜出炉，与此同时，日本政府向驻日美军对日军事顾问团提出基地返还及共同使用的要求。5月，日本保安队与驻日美军远东空军在松岛基地内开始联合飞行教育与训练。6月，日本保安队临时松岛派遣队正式组建完成，于是，驻日美军对日军事顾问团航空班也升格为空军部。随后，日本政府公布《防卫厅设置法》和《自卫队法》两项基本法律条文以及第一代航空幕僚长（空军司令员）为上村健太郎、航空幕僚副长（空军副司令员）为佐薙毅。
上村健太郎为日本帝国时代内务省官员，战后就任日本保安厅官房长（相当于办公厅主任）。除航空幕僚长和航空幕僚副长之外，一些其他重要领导岗位也由日本帝国陆军和日本帝国海军退役人员担任。总之，在日本航空自卫队正式成立之前，大部分重要岗位已经都由原日本帝国官员和军人担任。
1954年6月10日，驻日美国空军开始实施日本飞机维修人员的教育与训练任务。6月22日，第1期操纵学员开始通过T-6教练机进行T-6操纵教育课程培训。
日本航空自卫队的草创
1954年7月1日，日本航空自卫队正式成立，它标志着日本空军力量在战后的重生。日本航空自卫队诞生第一个年度的空军力量有56架T-34教练机、63架T-6教练机、若干架T-33A教练机、16架C-46运输机、1架KAL-2联络机，上述这些空军力量都由美国空军提供。日本航空自卫队昭和30年度（1955年度）的军费预算是102亿日元，而同年度日本陆上自卫队的预算大约是550亿日元。
创建之际，日本航空自卫队的司令部机关——航空幕僚监部设置在越中岛上，唯一的下属部队临时松岛派遣队设置在松岛基地内。稍后不久，1954年7月6日，操纵学校在滨松基地内组建，这座空军飞行员学校源自日本保安队时期的航空学校。此后，日本航空自卫队各下属职能部队如雨后春笋般在日本全国各地先后成立，如：1954年8月，日本航空自卫队干部学校在防府基地内成立;9月，日本航空自卫队通信学校和维修学校在滨松基地内成立、第1航空教育队在防府基地内成立、补给处在土浦基地内成立;10月，北部训练航空警戒队在三泽基地及其他地区成立、中部训练航空警戒队在名古屋成立、西部训练航空警戒队在板付基地及其他地区成立;1954年末，第2航空教育队在防府基地内成立、临时筑城派遣队在筑城基地内成立、立川运输航空队在立川基地内成立、临时教材维修队在滨松基地内成立。综上所述，日本航空自卫队初期组建的部队大部分都是教育与训练部队，由此可以看出教育训练部队对于军队创建的重要性。 在日本航空自卫队创建期间，驻日美军全力支援。1954年6月，根据《日美相互防卫援助协定》等制定的《秘密保护法》生效。翌年7月，美国政府批准日本军工企业可国产化生产F-86F战斗机和T-33A教练机。1954年8月，日本航空自卫队人员开始留学美国，同时，防府基地全面展开日本航空自卫队的干部（军官）教育业务。9月，日本政府确定日本陆海空三军自卫队的飞机分属协定由日本防卫厅长官（当时的日本国防部长）决定。
1955年3月，日本政府制定防卫6年计划，随后，昭和32年度（1957年度）防卫力整备计划也正式确定下来。8月8日，日本航空自卫队操纵学校所属一架T-34教练机在低空旋转训练中因失速坠毁，飞行员当场死亡。这是日本自卫队自创建以来的第一次坠机事故。
1956年，在日本国防会议上，日本国防基本方针正式通过。1957年6月，《第1次防卫力整备计划（第1次国防力量发展计划）》正式确定。根据《第1次防卫力整备计划》，日本航空自卫队明确了中期组建建设目标。1955年9月，日本航空自卫队干部候补生学校在防府基地内成立，同时，开始初级干部教育业务。1955年11月，操纵学校第1分校和第2分校分别成立。其中，第1分校设在小月基地内，分设小月本校和防府分校，第2分校设在松岛基地内。当年12月，日本航空自卫队第一支主力作战部队——航空团（即后来的第1航空团）在滨松基地内成立，当时装备F-86F战斗机。
对于日本航空自卫队的草创，驻日美国空军提供了巨大帮助。为了便于日本航空自卫队与美国空军展开联合行动，日本初创时期迫切需要英语教学，于是，1956年1月，滨松基地内成立了英语教育队。1957年2月15日至2月18日，日本航空自卫队在成立不到3年时间的情况下在日本九州方向实施了第一次防空实兵演习行动。
第一个“五年计划”
根据日本政府制定的《第1次防卫力整备计划》（简称“1次防”），日本航空自卫队开始进入急速扩张时期。
1957年8月1日，日本航空自卫队的主力作战司令部——航空集团（即后来的航空总队）在府中基地内组建完成。当年9月2日，日本航空自卫队分别在日本的千岁、松岛、矢之目、宇都宫、入间川、滨松、小月、美穗、防府、筑城、板付11个基地内创建了各自的管制分遣队和气象分遣队。截至1959年6月1日，除矢之目外，其他10个管制分遣队全部改编为管制队。在此期间，由驻日美国空军全权管理下的日本全国航空管制网络开始呈现出向日本航空自卫队过渡的态势。
截至1959年3月底，日本航空自卫队航空总队、北部航空方面队（三泽基地）、中部航空方面队（入间基地）、西部航空指令所（春日基地）四大主力作战司令部及部队已经全部创建完成。其中，第1航空团、第2航空团、第3航空团、第4航空团、运输航空团、航空保安管制气象群、救援航空队、实验航空队、管制教育团等日后成为日本航空自卫队主干力量的司令部及部队已经全部编成，自此，日本航空自卫队初步形成较全面的作战能力。
在日本航空自卫队初创的8年时间内，共有70名队员因公殉职，其中，昭和31年度（1956年度）共发生33起大中规模的航空事故，而昭和32年度（1957年度），这个数字更达到47起，这说明日本航空自卫队的各项任务在不断扩张。1957年9月，为了遏制航空事故的不断上升，日本航空自卫队第3任航空幕僚长、大名鼎鼎的源田实4星上将决定在各部队实施飞行安全检阅。同年11月，航空幕僚监部（空军司令部）内又新设监察官一职。此后，日本航空自卫队在相关航空安全领域投入了大量的经费预算，经过物质与精神的双重治理，随着应对措施的不断健全，日本航空自卫队的航空事故数量明显减少。1958年3月，日本航空自卫队又创建了作为航空事故紧急救援部队的救援飞行队，这些救援飞行队主要装备救援直升机。
1959年6月1日，日本航空自卫队创建了最大的教育与训练部队司令部，这就是新编的飞行教育集团。当时，飞行教育集团囊括了日本航空自卫队所有的教育与训练部队，包括第11至第17飞行教育团这7个编号的飞行教育团以及第1航空团和第4航空团，这些部队就是今天航空教育集团的骨干力量。
与此同时，日本航空自卫队的军事院校也在不断增强。1959年6月，设置在岐阜基地内的维修学校分校改编为日本航空自卫队第3技术学校。9月，维修学校改编为日本航空自卫队第1技术学校、通信学校改编为日本航空自卫队第2技术学校。
1959年，日本航空自卫队百里基地开始换装当时最先进的F-104J战斗机，当时这款战斗机号称是美国最后一款有人战斗机。为了迎接F-104J的部署，百里基地内的滑行跑道、机库、燃料仓库等相关基础设施都进行了维修和修缮。1960年，日本航空自卫队战后第一种国产喷气式飞机——T-1教练机开始投入使用。
战斗机和防空导弹部队的组建
根据日本政府昭和36年度（1961年度）通过的单年度预算，《第2次防卫力整备计划》（简称“2次防”）将于昭和37年度（1962年度）开始实施。在昭和36年度的单年度预算期间，1961年6月，日本航空自卫队西部航空司令所改编为西部航空方面队，至此，日本全境的防空覆盖开始呈现出由3个航空方面队承担的态势。同年，日本航空自卫队中央航空通信群编成，保安管制气象群改编为保安管制气象团，第2技术学校分校改编为日本航空自卫队第4技术学校。
在“2次防”期间，日本航空自卫队计划装备1000架各式飞机，筹建地空导弹部队并由它全面接管原来由日本陆上自卫队运用的美制MIM-3“奈基-埃杰克斯”地空导弹系统，同时创建自动警戒管制组织与部队，上述这3项力量发展计划是“2次防”期间日本航空自卫队最重要的发展项目。在此期间，围绕日本航空自卫队准备在长沼分屯基地配备“奈基”地空导弹一事还发生了“长沼奈基基地诉讼”事件。
1962年3月22日，临时F-104训练队编成，这是日本航空自卫队第一个F-104J战斗机训练队。经过一年时间的高强度训练，在训练队完全达到作战能力之后，1963年3月5日，临时F-104训练队改编为日本航空自卫队第一支F-104J战斗机飞行队——第201飞行队，并开始进入作战值班状态。 1962年10月，管制教育团改编为日本航空自卫队第5技术学校，至此，日本航空自卫队军事院校教育体系由5所技术学校、1所干部学校和1所干部候补生学校组成，这7所学校统一由当时的术科（技术）教育本部领导。
1963年1月17日，日本陆上自卫队的地空导弹部队——第101高射大队开始向日本航空自卫队防空导弹部队移交“奈基”地空导弹。以第101高射大队为参考标准，1963年4月1日，日本航空自卫队在第101高射大队所在的习志野基地新编了第1高射群，这是日本航空自卫队的第一支防空导弹部队。1963年4月17日，第1高射群本部由习志野换防到入间基地内。两年之后，1965年2月1日，日本航空自卫队第二支防空导弹部队——第2高射群在春日基地内组建完成，至此，日本拥有两支可实施地空导弹拦截任务的防空导弹部队。
第3次防卫力整备计划
在进入《第3次防卫力整备计划》（简称“3次防”）时代后，日本航空自卫队的部队编制开始呈现出向全国各地拓展的态势，包括日本航空自卫队自动警戒管制部队的蔓延、战斗机部队的扩建等，同时日军各机种的国产化进程也在不断推进。
在“3次防”时代，日本航空自卫队发生了很多意想不到的“轶事”。1969年2月8日，在日本石川县金泽市上空，一架遭受雷击的F-104J战斗机坠毁在金泽市的中心城区，结果导致非常严重的群死群伤事件。
1969年10月，日本航空自卫队佐渡分屯基地发生了小西诚自卫官（日本现役军人统称“自卫官”，它是军官、士官和士兵的统称）拒绝训练事件，而小西诚后来成为日本国内著名的反战自卫官。这次事件是日本航空自卫队第一次违反《自卫队法》事件，它暴露出日本自卫队创建十几年来是否符合日本和平宪法的问题，这个问题不仅影响着日本普通民众，也影响到了日本自卫队本身。
1970年3月，“淀号劫机事件”发生，在整个事件过程中，日本航空自卫队飞机实施了空中监视。
1971年7月30日，在日本岩手县上空，一架“全日空”民航客机与一架日本航空自卫队战斗机在空中相撞，这就是著名的“全日空客机雫石相撞事故”。在这次严重事故的影响下，时任日本防卫厅长官（国防部长）增原惠吉和航空幕僚长（空军司令员上田泰弘4星上将）双双引咎辞职。通过吸取教训，日本政府修改了《航空法》，根据这部法律，日本自卫队飞机也有安装发送应答器（询问机）和飞行编码器的义务。
在事件频发的同时，日本航空自卫队也收获了一次又一次的成功。1971年7月，日本国产T-2教练机成功进行了首飞。随后，1971年11月，C-1运输机成功进行了首飞，并从1973年起开始装备部队。同在“3次防”期间，日本航空自卫队开始装备作为第2次F-X（实验战斗机）的F-4EJ战斗机。
第一次石油危机来袭
当《第4次防卫力整备计划》（简称“4次防”）启动后，日本航空自卫队继续推进现代化进程，并不断提高空运能力等，以期使自身作战能力更加全面。
1972年5月15日，美国政府将冲绳地区行政管辖权移交给日本政府，从此，日本航空自卫队的防空责任区进一步扩大。鉴于此，临时那霸派遣队应运而生，不久之后，1973年，日本航空自卫队新编西南航空混成团，这支主力部队完全接管了冲绳地区的防空责任区。
在“4次防”期间，世界爆发了第一次石油危机，受其影响，世界原油价格爆涨，日本当然也未能幸免。根据昭和48年度（1973年度）预算，日本航空自卫队的燃料采购数量是大约2.8亿升，总计42亿日元，这是石油危机之前的价格，因此未出现采购压力。在石油危机发生之后，第二年，根据昭和49年度（1974年度）的日本政府预算，日本航空自卫队计划采购3.2亿升的燃料，不过，其采购预算却高达约90亿日元，与前一年相比，每升燃料价格爆涨了1倍多。而且，日本航空自卫队的燃料采购都有一些时间延迟，为了应对此事，同时，也是确保战争石油储备的需要，日本用于采购石油的年度预算将会占相当比例。为了降低采购预算，日本航空自卫队不得不降低燃料的消耗量，在石油危机之前，截至1971年，日本战斗机飞行员的年平均飞行时间维持在178小时。而石油危机之后，自1972年开始，战斗机飞行员的年平均飞行时间锐减。进入1974年，战斗机飞行员的年平均飞行时间降至160小时。1976年降至150小时。到1980年则减少到140小时。此后，经过一段时间又恢复到160小时，直到1987年才稳定在这个数字。同期相比，美国空军战斗机飞行员的年平均飞行时间为大约240小时，北约成员国的平均飞行时间不到180小时。
从1974年开始，日本航空自卫队选定第3次F-X（实验战斗机）。1975年6月，F-1战斗机成功进行首飞，1977年9月开始陆续装备部队。随后，达到装备化要求的80式空舰导弹开始上机。从此，通过F-1战斗机与80式空舰导弹的组合，日本航空自卫队针对苏军登陆舰队的反舰攻击能力有了质的飞跃。
1976年9月6日，日苏之间发生“别连科中尉亡命事件”。在此次事件中，苏联防空军的一架米格25P战斗机突然改变方向进入日本领空，日本航空自卫队千岁基地内承担防空拦截任务的F-4EJ战斗机立刻紧急升空实施拦截。不过，由于F-4EJ战斗机的雷达存在严重问题，在拦截过程中未能发现拦截对象，结果，这架闯入日本领空的米格-25P战斗机强行着陆到日本函馆机场。受此次事件影响，日本航空自卫队各级作战部队严阵以待，以防备远东苏军发动抢回米格25P战斗机的作战行动。鉴于事态严重，驻日美军也介入作战准备行动，不过，最终远东苏军并没有采取武力攻击行动。
日本空军装备的发展与成熟
通过总结1976年9月发生的“别连科中尉亡命事件”经验教训，日本航空自卫队发现现有防空警戒网存在严重不足，为了对此进行补救，日本决定从昭和54年度（1979年度）开始采购E-2C预警机。后来，这款机型于1983年开始装备部队。 此外，在《中期业务计划》期间，日本航空自卫队还开始其他飞机采购计划。1978年2月，“道格拉斯-格鲁门事件”发生，这是一起军工企业的“腐败案”。针对此次事件，日本航空自卫队对美制战斗机的性能疑惑很深。鉴于此，日本航空自卫队开始F-1战斗机的替代机计划，这就是FS-X计划。
在《中期业务计划》期间，日本航空自卫队的部队编制进一步优化。例如，1978年3月，运输航空团改编为3个运输航空队。1981年2月，补给统制处改编为日本航空自卫队补给本部。
此外，1979年8月就职的日本航空自卫队第15任航空幕僚长山田良市上将在经过慎重考虑后，为实施拦截任务的战斗机配备了实战导弹。1980年，日本航空自卫队向美国采购了第一架F-15J战斗机，随后，这架战斗机以空中转场形式到达日本。
1983年4月19日，在日本三重县乌羽市海面的菅岛，日本航空自卫队2架C-1运输机相继坠毁，这就是“日本航空自卫队C-1运输机菅岛连续坠机事故”。
1 980年代中期，日本航空自卫队决定用MIM-104“爱国者”地空导弹取代原来的“奈基-J”地空导弹，“爱国者”从1989年开始配备各级防空导弹部队。
中期防卫力整备计划
日本航空自卫队最初《中期防卫力整备计划》（简称“中期防”）的主要力量发展目标是优先增加F-15J战斗机的采购数量，同时，对其他现有装备进行更新及现代化改装。1989年3月16日，在改编原有部队的基础上，日本航空自卫队之航空支援集团、航空教育集团和航空开发实验集团三大核心司令部同时成立，这些高级司令部均是航空幕僚监部的直辖部队，他们分别承担各自不同的部队职能。
根据昭和61年度（1986年度）“中期防”目标，日本航空自卫队准备组建直升机空运部队，其主要承担雷达站运输支援以及战争条件下的救援任务。此后，第一支直升机空运部队——入间直升机空运队在入间基地内率先成立。同时，以驻熊谷基地内的移动通信队为母体，日本航空自卫队新编了第1至第4共计4支移动通信队。
1987年12月9日，在日本西南诸岛上空，针对侵犯日本领空的苏军战机，日本航空自卫队战斗机实施了自创建以来的第一次实弹警告射击，此次事件被称为“警告射击事件”。1992年4月，日本航空自卫队新编类似美国空军一号、承担国家领导人运输业务的部队，这就是特别航空运输队，装备日本国政府专用机。截至1994年底，日本航空自卫队又成立了归属航空幕僚监部指挥与监督之下的自卫队三泽医院。1995年11月22日，在日本石川县能登半岛附近海面，日本航空自卫队发生“F-15僚机击落事件”。
突出装备现代化水平以及制空作战能力
“08中期防”之后，日本航空自卫队继续推进装备现代化进程，以强化防卫体制和适应冷战结束后的国际战略环境变化。1995年，日美联合研制的F-2战斗机成功进行了首飞，一年之后进入采购阶段，2000年之后开始配备各级战斗机部队。
截至平成10年度（1998年度）末，自昭和62年度（1987年度）以来陆续组建的12支基地防空部队全部编成。2000年5月8日，中央航空通信群、第1移动通信队、第2移动通信队、第3移动通信队、第4移动通信队、通信监查队以及通信保密队统一合并改编为航空系统通信队，这是日本航空自卫队通信部队自创建以来最大规模的一次集体改编行动。同在“08中期防”的2000年5月，航空幕僚监部和日本防卫厅机关同时由桧町基地搬迁到东京都市谷基地内。
日本航空自卫队当前概况
截至2013年，就整个亚洲国家空军力量而言，日本航空自卫队拥有非常强的防空作战能力，不过对地攻击能力较弱。同时，针对弹道导弹攻击和游击战攻击的防御能力也较弱，所有空军基地的防空保护能力普遍不足。日本航空自卫队现有空军基地73个，其中只有6个核心空军基地配备了120部“爱国者”PAC-3型地空导弹系统。
截至2011年3月，日本航空自卫队编制总兵力为47097人（自卫官），另有事务官（文职人员）3227人。平成23年度（2011年度）预算为10435亿日元，其中，人员粮食费为3791亿日元，一般物件费为1558亿日元，年度支出经费为5086亿日元，新规后年度负担额为5274亿日元。
日本航空自卫队最高指挥与领导机构为航空幕僚监部（空军司令部），下设五大核心司令部，分别是航空总队（作战部队）、航空支援集团（作战支援部队）、航空教育集团（教育与训练部队）、航空开发实验集团（武器装备试验部队）和航空自卫队补给本部（后勤保障部队）。其中，航空总队拥有12支配备F-15J、F-4EJ改、F-2三种战斗机的主力作战]5行队，分别部署在7个空军基地内。
日本航空自卫队接受航空幕僚监部以及统合幕僚长和航空幕僚长的指挥与领导，其最高军事长官为航空幕僚长（空军司令员），由他统辖日本航空自卫队的最高参谋机构——航空幕僚监部。
截至2011年，日本航空自卫队主力作战飞机有360余架，其中包括201架F-15J战斗机（装备数量仅次于美国空军）、97架F-2战斗机、64架F-4EJ改战斗机;RF-4E/RF-4EJ侦察机约13架：预警机17架，分别是13架E-2C预警机和4架E-767预警指挥机;空中加油机5架，分别是4架KC-767J空中加油机和1架KC-130H加油机;电子战飞机7架，分别是1架EC-1电子战训练机、4架YS-11田电子情报收集飞机和2架YS-11EA电子战训练飞机;运输机42架，分别是26架C-1运输机和16架C-130运输机;直升机60架，分别是15架CH-47J运输直升机和45架UH-60J搜索与救援直升机。