成都双流国际机场原名双桂寺机场，1938年修建，道面为泥面，供小型双翼飞机起降；1944年扩建，跑道长1400米，用石灰、卵石拌合碾压，可供15吨以下飞机使用。

1956年12月12日，中央军委总参谋部批准将双桂寺机场划归民航使用，随即正式列为民航机场序列，并更名为“成都双流机场”。1957年，成都民航的飞行由广汉机场转场至双流机场，开辟了成都至北京、太原、西安、重庆、昆明、贵阳、南充等航线。

1959年至1960年机场第一次扩建，跑道长2200m，可供伊尔18机型、全重100吨以下的飞机起降，新建的候机楼面积8500平方米，采用薄壳多拱结构，与高层指挥调度楼相连接的不对称形式，受到好评。1967年将跑道由2200m延长至2600m，仍只能供100吨以下的飞机起降。

1983年、1991年机场先后两次扩建，使候机楼的面积增至17400平方米，有储、供油万吨以上设施，航行管制、通讯导航、气象预报、运输服务等设施都较西南各个机场完备。

1994年至2001年，机场先后对飞行区和航站区进行了大规模扩建，总投资达28亿人民币，使飞行区等级指标达到4E，跑道延长至3600米，并安装了Ⅱ类精密进近灯光系统；可起降世界上包括波音747-400在内的各型飞机，2008年5月31日，世界最大的客机空中客车A380满载救灾物资在成都双流机场顺利降落，说明了机场具有起降世界最大型客机的能力。新建候机楼82000平方米，设计采用平行三指廊布局，实行进出港分流、国内外旅客分流，高峰小时旅客容量3500人；新建停车场74000平方米，站坪车道44000平方米。2004年9月28日39000平方米的新建国际候机楼竣工使用。2009年10月1日成都双流国际机场第二跑道（4F）由四川航空试飞成功。

成都双流国际机场将大力加强机场作为西部地区枢纽机场的功能和地位，以其更加优美的环境、更加完善周到的服务、更加现代化的设施，成为中国西部面向世界的重要空中门户。