北京航空航天大学创建于1952年，是由当时清华大学等八所院校的航空院系合并而成的新中国第一所航空航天科技大学。参与组建北京航空学院的八所院校的航空院系指的是：清华大学、北洋大学（今天津大学）、西北工学院（今西北工业大学）、厦门大学、华北大学工学院（今北京理工大学）、西南工业专科学校（今重庆建筑大学）、四川大学、云南大学的航空院系。

1952年10月25日，在清华大学航空工程学院和四川大学、北京工业学院航空系合并的基础上，成立了新中国第一所航空航天科技大学——北京航空学院(1988年4月改名为北京航空航天大学，以下简称北航)。

1953年5月在西北郊海淀区柏彦庄选定校址后，6月1日就在四周没有公路的一片农田及坟堆土洼上正式动工兴建，数千名建筑工人日夜奋战，半年之内就完成了6万平方米的建筑。同年10月全体学生及部分教职工即迁居新校，开始正常的学习与工作。计划中的基本建设任务到1957年基本完成，竣工面积135245平方米，修建道路64160平方米，完成投资3560余万元。

1954年6月，武光被任命为北航第一任院长。同年，为适应航空工业建设的需要，北航增设飞机设备、航空材料两个系以及航空仪表与自动器、飞机电气设备、特种设备、金相热处理、铸造、压力加工和焊接7个专业。

1956~1957年，根据我国12年科学规划的要求，北航在国内率先设立导弹类、管理类以及理科与工科相结合的空气动力学等专业。增设了导弹设计、液体火箭发动机、空气动力学、无线电设备、航空工程经济、仪表工艺等专业，成立了当时国内航空高等院校惟一的航空工程经济系。这样就开始有了不同于苏联模式而根据我国航空工业实际需要自行设置的新专业，并成立了空气动力学、飞机结构力学及喷气发动机原理3个研究室。

1958年，在党的总路线和教育方针指引下，北航开展勤工俭学，提倡并实践教学与科研、设计、生产的四结合，开展了航空型号研制工作。全校师生在100天内，完成了周恩来总理亲自批准的“北京一号”轻型旅客机的研制，同年9月24日试飞成功，并进行了京沪间2500公里的航线试飞；研制成功了我国第一枚探空火箭——“北京二号”，于同年9月22日在东北白城子靶场发射试验成功；研制成功了我国第一架无人驾驶飞机——“北京五号”，即在安2型飞机上安装了自行研制的无人驾驶控制系统，将该机改装成无人驾驶飞机，于同年9月25日试飞成功，为我国无人驾驶飞机的发展开了先河。

1958年新设立解算装置、火箭地面机械与发射装置专业。1959年又设立航空非金属材料、腐 与表面保护、无线电导航、雷达、遥控遥测、航空原子能发动机设计等新专业，建立了火箭发动机、导弹控制系统等研究室，连同前已建立的空气动力学、飞机结构力学、喷气发动机原理及陀螺仪研究室，形成了进一步开展科研工作的中心。1959年5月，中共中央发布了《关于在高等学校中指定一批重点学校的决定》，北航成为全国第一批16所重点高校之一。这是对北航成立7年来工作的充分肯定。

1960年增设航空核动力、航空工艺和工程物理系，1961年又设立飞行器自动控制系。至此，北航已设立了10个系35 个专业。

1977年恢复全国高等学校统一招生，1978年又恢复研究生招生。1978年北航按6大类21个专业组织本科生招生，它们是：飞行器设计类，含飞机设计、有翼导弹设计、飞行器高空设备3个专业；航空工程数学力学类，含空气动力学和飞行力学、航空结构力学与强度2个专业； 航空发动机设计类，含航空发动机设计、固体火箭发动机设计2个专业；航空材料及机械制造工程类，含航空金属材料及热处理、航空非金属材料及成形工艺、金属腐蚀与防护、航空焊接、飞行器制造工程5个专业；航空自动控制类，含航空陀螺仪表与惯性导航、航空仪表与传感器、航空液压气压附件、航空电机电器、飞行器自动控制5个专业；航空电子及计算技术类，含遥控遥测、电子计算机、雷达与导航、微波技术4个专业。

1978年7月成立计算机科学与工程系，11月恢复制造工程系的建制。

1988年4月，国家教委批准，北京航空学院改名为北京航空航天大学。

1989年，学校成为国家八五期间全国14所重点建设的高校之一。

1997年，学校进入国家“211工程”建设高校行列。

2001年，学校进入国家“985工程”建设高校行列。

2010年，学校成为国家“卓越工程师教育培养计划”高校。

2011年，学校成为国家“珠峰计划”（基础学科拔尖学生培养试验计划）”院校之一。

2012年，这所新兴的大学迎来了她60岁的生日，入选首批“2011计划”。