Com a eclosão da Segunda Guerra, por volta de 1940 o receio de um desembarque da Alemanha Nazi no arquipélago, em violação à neutralidade portuguesa, ressaltou a importância da implantação de uma estrutura aeroportuária de grandes dimensões nos Açores, não apenas para defesa da soberania do país, mas principalmente como ponto de apoio para as forças aliadas, nomeadamente a Grã-Bretanha e os Estados Unidos. Para dissuadir os planos de ocupação, o Governo de Portugal enviou fortes contingentes militares para as ilhas, onde se incluíam unidades da Aeronáutica Militar do Exército Português que se instalaram em várias bases no arquipélago.
A implantação de uma pista de aviação de maior porte nas Lajes teve lugar a partir de 1941, sob a superintendência do futuro ministro da Guerra, general Fernando dos Santos Costa, que incumbiu o então major aviador Humberto Delgado do acompanhamento do projeto, e cuja execução ficou a cargo do capitão engenheiro João Magro Romão. Entre 1941 e 1942 foram construídas uma pista de terra batida, algumas arrecadações e chegaram alguns aviões Gloster Gladiator, entretanto remetidos para o Aeródromo da Achada enquanto decorriam as obras nas Lajes.[7] Nascia assim a Base Aérea N.º 5, declarada como capaz para a defesa em 11 de julho de 1941. Em 1942 a base recebe as primeiras aeronaves de instrução "Miles Master" e o Batalhão de Caçadores N.º 10, que estaciona nas Fontinhas. Chegaram também duas baterias antiaéreas, que se aquartelaram nas Lajes.
Em 1943 o governo da Grã-Bretanha solicitou formalmente ao Governo Português, ao abrigo do Tratado de Aliança Luso-Britânico, o uso da Base das Lajes pela Royal Air Force, o que foi concedido pela assinatura do acordo de 17 de agosto do mesmo ano. Era também facultada a operação de outras infra-estruturas no arquipélago, como os portos da Horta, na ilha do Faial, e de Ponta Delgada, na ilha de São Miguel, além do Aeródromo de Santana, também em São Miguel. Desse modo, a 8 de outubro do mesmo ano, desembarcou no porto de Angra do Heroísmo o primeiro contingente militar britânico, o Grupo 247, uma força de 3000 homens, transportando 20 toneladas de equipamento diverso. Este contingente deu início, de imediato, à construção de uma pista de chapa metálica, com 2000 metros de extensão, inaugurada em 15 de dezembro do mesmo ano.[8]
Quando da assinatura do protocolo luso-britânico em agosto de 1943, os Estados Unidos também manifestaram a sua pretensão de obter acesso aos Açores. Em que pese a desconfiança do gabinete de Lisboa, as primeiras forças norte-americanas desembarcam também no porto de Angra, em 9 de janeiro de 1944, sob a dissimulação de no cumprimento de uma missão de apoio às tropas britânicas. Esse efetivo constituía-se em 532 técnicos, com a missão de incrementar os trabalhos de terraplanagem, essenciais à ampliação do aeródromo. É às United States Armed Forces que se deve a atual configuração do Aeroporto das Lajes, com cinco pistas, a mais extensa das quais com quase 4000 metros de extensão.[9]
Com o fim do conflito (1945), as tropas britânicas retiram a 2 de junho de 1946, data que coincide com o retorno da tutela portuguesa e com a transferência para as Lajes da Base Aérea N.º 4, até então no Aeródromo de Santana em São Miguel, de acordo com Portaria publicada no Diário do Governo de 27 do mesmo mês. No mesmo período confirma-se a presença norte-americanas nas Lajes, após a retirada do Aeroporto de Santa Maria.[10]
A partir de então o aeródromo conhece uma série de benfeitorias, sendo a estrutura da Base reorganizada. O tráfego de aeronaves aumenta, com destaque para os Boeing B-17, os Douglas C-54, os Albatroz SA-16, os Dakota C-17 e os helicópteros Sikorsky SH-19. Entre as funções da Base destacam-se as de Busca e Salvamento, reconhecimento meteorológico, transporte aéreo, e formação de pilotos e navegadores para aviões plurimotores.
Até à Revolução dos Cravos (1974) a importância estratégica da Base das Lajes justificou a integração do país na Organização do Tratado do Atlântico Norte (1949), bem como a tolerância de Washington face ao regime político autocrático de Lisboa e à Guerra Colonial Portuguesa. Após a revolução, a garantia da presença nas Lajes suscitou a contribuição norte-americanas para o reequipamento das Forças Armadas portuguesas.[11]
Em 1978 a BA4 foi integrada no Comando Aéreo dos Açores, sendo-lhes atribuídas as missões de Busca e Salvamento, Transporte Tático, e o Patrulhamento Marítimo na área do arquipélago. Adicionalmente, as suas unidades aéreas desempenham um papel preponderante no apoio às populações e autoridades civis locais, nomeadamente através das evacuações sanitárias e do transporte inter-ilhas.
Em 1979, após cinco anos de negociações, a renegociação do acordo de cedência das infraestruturas militares aos Estados Unidos na base das Lajes estabeleceu a troca de facilidades militares por compensações materiais: 140 milhões de dólares por um período de quatro anos, cabendo 80 milhões de dólares à Região Autónoma dos Açores, pagas em prestações de 20 milhões em outubro de cada ano. Esta compensação financeira ajustada entre os dois países representou o principal aporte de recursos do Governo Regional até ao ingresso dos fundos comunitários, decorrente da adesão de Portugal à União Europeia por tratado em 1986. Os recursos norte-americanas financiaram desse modo uma parte expressiva do plano de infra-estruturas da administração autonómica, nomeadamente a criação de uma rede regional de portos e aeroportos, a expansão de sistemas de abastecimento de água e de saneamento básico, o ensaio da geotermia e construção de escolas e de hospitais.[12]
O acordo foi renegociado em 1985 mas, desta feita, embora tenha contemplado nova ajuda substancial, comparativamente insistiu mais no reequipamento das Forças Armadas Portuguesas do que no desenvolvimento insular.[13]
No início da década de 1990, com a queda da antiga União Soviética (1991), aumentou o poder de negociação dos Estados Unidos, que passaram a questionar a lógica das contrapartidas, considerando-a contrária ao espírito de cooperação entre parceiros da OTAN. Ao mesmo tempo, o ingresso de Portugal na União Europeia e o concomitante acesso aos fundos comunitários, diminuiu a necessidade portuguesa de comparticipação dos Estados Unidos, desvalorizando cada vez mais a Base das Lajes em termos financeiros.[13]
Em 2012, diante das especulações na comunicação social sobre o fim da presença norte-americanas nas Lajes, esta era reafirmada, questionando-se apenas o seu volume,[15] ao mesmo tempo em que o Governo Regional se mobilizava em defesa dos interesses dos Açores.[16]
A base fez parte ainda do dispositivo para receber os vaivéns espaciais da NASA em situações de emergência.
O comando português da base é responsável pelas operações do Centro Coordenador de Busca e Salvamento, pelas de Reconhecimento Meteorológico e de Transporte Aéreo Militar, às quais estão atribuídos os meios aéreos existentes.
Esquadra 502 - 'Elefantes' com as missões de evacuação médica e transporte geral, para além da missão de busca e salvamento. Opera as aeronaves CASA C-295M.
Esquadra 751 - 'Pumas' com as missões de busca e salvamento e evacuação médica. Opera as aeronaves AgustaWestland EH101 "Merlin".