1954年11月10日，国务院决定将时称“中央人民政府人民革命军事委员会民用航空局”正式更名为“中国民用航空局”，直属国务院领导；同时成立中国民用航空局设计处，组建了中国民航第一支专门从事民用机场设计的专业技术队伍，即中国民航机场建设集团公司的基本雏形。同年11月，初生的设计处在前苏联专家的指导下，开始了首都机场的规划设计工作，从此步入了服务中国民航机场规划设计与研究的历史生涯。

1958年9月，更名为中国民航机场设计所；1966年4月，更名为中国民用航空总局建筑设计所；1969年11月，更名为中国民用航空总局后勤部设计所；1975年，更名为中国民用航空总局建筑设计研究所。

1985年2月，更名为中国民用航空机场设计院，实行事业单位企业化管理体制；1993年7月，更名为中国民航机场建设工程公司，正式开始公司化改造和企业化运作；1996年5月，更名为中国民航机场建设总公司暨中国民航机场规划设计研究总院。

2002年12月，经民航总局批准，北京首都机场集团公司、北京首都国际机场股份有限公司、天津滨海国际机场、中国民航机场建设总公司、金飞民航经济发展中心、中国民航工程咨询公司共同组建首都机场集团公司。中国民航机场建设总公司由民航局直属单位发展为首都机场集团公司成员企业。

中国民航机场建设总公司于2000年12月与华北民航机场规划设计院重组，2001年10月与西南民航机场建设有限责任公司重组，2001年11月与东北民航机场设计院重组，2004年10月与西北民航机场规划设计研究院重组，原四个单位分别更名为中国民航机场建设总公司华北分公司、西南分公司、东北分公司和西北分公司。同时，还接收了原首都机场集团工程建设投资公司，成立了工程建设公司。

2004年2月，民航总局批复同意中国民航机场建设总公司和中国民航学院建立机场工程民航科研基地，并同时正式挂牌成立。

2005年12月，首都机场集团公司依托中国民航机场建设总公司对集团公司内建设板块资源进行重组，成立中国民航机场建设集团公司。

2009年12月中国民航机场建设集团公司被认定为"国家高新技术企业"。

2014年5月，根据民航局工作部署，中国民航机场建设集团公司改由中国民航局直接管理。