미사와 비행장은 일본 제국 해군에서 1938년부터 1941년까지에 건설하여 1942년에 해군항공대 제524항공대가 배치되면서, 군용 비행장으로 쓰이기 시작하였다. 전쟁이 끝나고, 1952년에 최초로 일본항공이 도쿄 국제공항과 신치토세 공항을 잇는 국내선 노선을 운항하기 시작했다. 그러나 상업적인 작업은 안전과 보안 문제를 인용해 인해 미국의 압력에 의해 1965년3월 31일에 운항이 중지되고 말았다.
2013년 3월 31일, 북한 관영 노동신문은 기사에서 주일미군의 아오모리현 미사와 공군기지, 가나가와현 요코스카 해군기지, 오키나와현의 기지 등이 "우리의 사격권에 있다"고 주장했다.
2016년 10월 14일, 영국 공군 타이푼 전투기가 미사와 공군기지에 착륙했다. 21일부터 다음달 초까지, 제2 비행대를 주축으로 하는 영국 공군 부대는 타이푼 전투기 4대, 보이저 공중급유수송기, C-17 수송기를 투입해 대원 약 150∼200명이 참가하는 '가디언 노스 16' 훈련을 일본 아오모리(靑森)현 미사와(三澤)시 소재 미사와 기지 및 주변 공역(空域) 등에서 벌였다.
기후
Misawa AB, Aomori, Japan (Means 2007/01/01 - 2016/12/31)의 기후
2018년 2월 24일, 미사와 공군기지에서 F-35A 1호기 도입 기념행사를 열어 홍보했다. 오노데라 이쓰노리 방위상이 참석해 연설했다.
2019년 4월 9일, 미사와 기지 소속 F-35A 전투기 한 대가 태평양 해상에서 훈련 도중 레이더에서 사라졌다. 오후 7시 반쯤 미사와 시 동쪽 약 135 km 태평양 해상에서 사라졌다. 해당 전투기에는 조종사 한 명이 탑승했고, 모두 4대의 전투기가 훈련 중이었다. 현재 미사와 기지에 배치된 총 13대 중 사고기 제외 12기가 남아 있다. 현재 초도 물량 42대를 도입하는 사업을 진행 중이다. 일본은 F-35A 42대를 도입하고, 아오모리(靑森)현 미사와(三澤) 기지의 제3항공단에 F-35 비행대대를 새로 편제했다. 42대의 F-35A를 2024년도까지 갖출 계획이다. 모두 미사와 공군기지에 배치된다.