建校初期
北京航空航天大學創建于1952年，是由當時清華大學等八所院校的航空院系合并而成的新中國第一所航空航天科技大學。參與組建北京航空學院的八所院校的航空院系指的是：清華大學、北洋大學（今天津大學）、西北工學院（今西北工業大學）、廈門大學、華北大學工學院（今北京理工大學）、西南工業專科學校（今重慶大學）、四川大學、云南大學的航空院系。
1952年10月25日，在清華大學航空工程學院和四川大學、北京工業學院航空系合并的基礎上，成立了新中國第一所航空航天科技大學——北京航空學院。
1953年5月，在西北郊海淀區柏彥莊選定校址后，6月1日就在四周沒有公路的一片農田及墳堆土洼上正式動工興建，數千名建筑工人日夜奮戰，半年之內就完成了6萬平方米的建筑。同年10月全體學生及部分教職工即遷居新校，開始正常的學習與工作。計劃中的基本建設任務到1957年基本完成，竣工面積135245平方米，修建道路64160平方米，完成投資3560余萬元。
1956~1957年，根據中國12年科學規劃的要求，北航在中國國內率先設立導彈類、管理類以及理科與工科相結合的空氣動力學等專業。增設了導彈設計、液體火箭發動機、空氣動力學、無線電設備、航空工程經濟、儀表工藝等專業，成立了當時中國國內航空高等院校惟一的航空工程經濟系。這樣就開始有了不同于蘇聯模式而根據中國航空工業實際需要自行設置的新專業，并成立了空氣動力學、飛機結構力學及噴氣發動機原理3個研究室。
1958年，北航開展勤工儉學，提倡并實踐教學與科研、設計、生產的四結合，開展了航空型號研制工作。全校師生在100天內，完成了周恩來總理親自批準的“北京一號”輕型旅客機的研制，同年9月24日試飛成功，并進行了京滬間2500公里的航線試飛；研制成功了中國第一枚探空火箭——“北京二號”，于同年9月22日在東北白城子靶場發射試驗成功；研制成功了中國第一架無人駕駛飛機——“北京五號”，即在安2型飛機上安裝了自行研制的無人駕駛控制系統，將該機改裝成無人駕駛飛機，于同年9月25日試飛成功，為中國無人駕駛飛機的發展開了先河。
1958年，新設立解算裝置、火箭地面機械與發射裝置專業。1959年又設立航空非金屬材料、腐蝕與表面保護、無線電導航、雷達、遙控遙測、航空原子能發動機設計等新專業，建立了火箭發動機、導彈控制系統等研究室，連同前已建立的空氣動力學、飛機結構力學、噴氣發動機原理及陀螺儀研究室，形成了進一步開展科研工作的中心。
1959年5月，中共中央發布了《關于在高等學校中指定一批重點學校的決定》，北航成為全國第一批16所重點高校之一。
改革發展
1977年，恢復全國高等學校統一招生。
1978年，又恢復研究生招生。
1978年，北航按6大類21個專業組織本科生招生，它們是：飛行器設計類，含飛機設計、有翼導彈設計、飛行器高空設備3個專業；航空工程數學力學類，含空氣動力學和飛行力學、航空結構力學與強度2個專業； 航空發動機設計類，含航空發動機設計、固體火箭發動機設計2個專業；航空材料及機械制造工程類，含航空金屬材料及熱處理、航空非金屬材料及成形工藝、金屬腐蝕與防護、航空焊接、飛行器制造工程5個專業；航空自動控制類，含航空陀螺儀表與慣性導航、航空儀表與傳感器、航空液壓氣壓附件、航空電機電器、飛行器自動控制5個專業；航空電子及計算技術類，含遙控遙測、電子計算機、雷達與導航、微波技術4個專業。
1978年7月，成立計算機科學與工程系，11月恢復制造工程系的建制。
1988年4月，經國家教委批準，北京航空學院改名為北京航空航天大學。
1989年，學校成為國家八五期間全國14所重點建設的高校之一。
1997年，學校進入國家“211工程”重點建設高校行列。
2006年，北京航空航天大學獲批籌建航空科學與技術國家實驗室，成為學校航空航天特色和研究型大學的重要標志。
2007年，入選第一批國家大學生創新性實驗計劃立項學校。
2010年，學校成為國家首批“卓越工程師教育培養計劃”高校。
2011年，學校成為國家“珠峰計劃”（基礎學科拔尖學生培養試驗計劃）”院校之一。
2017年1月，被教育部認定為全國首批深化創新創業教育改革示范高校。 [10] 9月，學校入選國家“雙一流”（世界一流大學和一流學科）建設高校名單；學校成為首批一流網絡安全學院建設示范項目高校。 [11-12]
2018年3月，學校入選教育部首批國家級新工科研究與實踐項目 [13] ；同月，北京航空航天大學與寧波市人民政府簽訂合作協議，共同建設北京航空航天大學寧波創新研究院（掛北京航空航天大學寧波研究生院和北京航空航天大學寧波國際交流中心二塊牌子） [78] 。12月，北京航空航天大學與中國航天科技集團簽署全面戰略合作協議。 [14]
2020年1月，北京航空航天大學人工智能研究院、北京航空航天大學醫學科學與工程學院成立；同月，學校入選基礎學科招生改革試點（“強基計劃”）。 [18-20] 10月，被國家知識產權局、 教育部確定為2020年度國家知識產權示范高校。 [21]
