Landasan Kemayoran mulai dibangun tahun 1934 oleh pemerintah kolonial Belanda. Sebagai lapangan terbang internasional Kemayoran diresmikan tanggal 8 Juli 1940, dan dikelola Koninklijke Nederlands Indische Luchtvaart Maatschappy (KNILM). Dua hari sebelum peresmian, pesawat pertama yang mendarat adalah DC-3 milik KNILM diterbangkan dari lapangan udara Tjililitan (sekarang Halim Perdanakusuma). Pesawat sejenis, yakni DC-3 berregistrasi PK-AJW juga yang pertama bertolak dari Kemayoran menuju Australia, sehari kemudian. Pada hari peresmiannya, KNILM menggelar beberapa pesawat miliknya. Di apron terdapat pesawat DC-2 Uiver, DC-3 Dakota, Fokker F-VIIb 3m, Grumman G-21 Goose, de Havilland DH-89 Dragon Rapid dan Lockheed L-14 Super Electra. Sekitar dua bulan kemudian KNILM mendatangkan pesawat baru: seperti Dauglas DC-5 dan Sikorsky S-43 Baby Clipper.
Di Kemayoran diselenggarakan airshow pertama, bertepatan dengan hari ulang tahun Raja Belanda, 31 Agustus 1940. Selain digelar pesawat-pesawat milik KNILM, pesawat-pesawat pribadi yang bernaung dalam Aeroclub di Batavia meramaikannya. Ada Buckmeister Bu-131 Jungmann, de Haviland DH-82 Tigermoth, Piper Cub dan pesawat Walraven W-2 yang pernah melakukan penerbangan Batavia-Amsterdam 27 September 1935. Saat itu, perang di Asia Pasifik mulai berkecamuk. Kemayaran kembali digunakan untuk penerbangan pesawat-pesawat militer seperti saat pertama kali dioperasikan Belanda, walau penerbangan sipil tetap berlangsung. Pesawat-pesawat militer yang sempat singgah antara lain Glenn Martin B-10, B12, Koolhoven FK51, Brewster F-2 Buffalo, Lockheed L-18 Lodestar, Curtless P-36 Hawk, Fokker CX dan Boeing B-17 Flying Fortress.
Kemayoran tak luput dari serangan pesawat-pesawat terbang Jepang. Tanggal 9 Februari 1942, dua DC-5, dua Brewster dan sebuah F-VII terkena serangan hingga beberapa pesawat KNILM terpaksa diungsikan ke Australia. Saat Jepang berkuasa (1942-1945), pesawat-pesawat buatan Jepang mengisi Kemayoran. Yang pertama mendarat adalah sebuah pesawat tempur Mitsubishi A6M2 Zeke atau lebih dikenal dengan nama Navy-O atau Zero. Selain itu, pesawat Nakajima L2D yang mirip DC-3, Nakajima K-43 Hayabusa, Tachikawa K-9 (Churen) dan Takichawa K-36 (Chukiu) pernah mendarat di sana. Setelah Jepang menyerah kepada Sekutu, pesawat-pesawat Sekutu juga datang ke Kamayoran, seperti Supermarine Spitfire, B-25 Mitchell dan P-51 Mustang. Selain itu berdatangan pula pesawat-pesawat lama buatan AS dan Eropa dengan versi baru. Ada DC-4/C-54 Skymaster, DC-6, Boeing 377 Stratocruiser, Lockheed Constelation dan banyak lagi. Setelah perang usai, industri pesawat terbang memang giat berproduksi.
Pada masa-masa perjuangan Kemerdekaan, berdirilah Garuda Indonesian Airways, perusahaan penerbangan milik bangsa Indonesia. Dengan adanya Garuda, pesawat-pesawat modern masa itu pun hadir di Kemayoran, seperti Convair Metropolitan dan de Havilland DH-l14 Heron. Disusul DC-6B, Lockheed Super Constelation dan Boeing 377 Stratocmiser yang dioperasikan untuk penerbangan jarak jauh, serta Convair 240, 340 dan 440 untuk jarak dekat dan sedang.
Era penerbangan sipil modern ditandai dengan beroperasinya pesawat-pesawat bermesin jet. Tahun 1950-an merupakan masa puncak pesawat baling-baling bermesin torak, dan era jet mulai berkembang. Pada masa itu, pesawat-pesawat turboprop berdatangan ke Kemayoran, antara lain Saab 91 Safir, Grumman Albatross, Ilyushin II-14, Cessna, juga pesawat-pesawat buatan Nurtanio, seperti NU-200 Sikumbang, Belalang dan Kunang.
Tahun 1960-an, berbagai jenis pesawat singgah di Kemayoran. Garuda pun menambah jajaran armadanya dengan Lockheed L188 Electra, Convair 990A Coronado, DC-9 dan Fokker F-28 Fellowship. Era ini juga datang pesawat yang dilengkapi dengan peralatan dapur udara, untuk menambah pelayanan penerbangan. Bukan cuma sipil, AURI (kini TNI AU) juga memanfaatkan Kemayoran. Akhir tahun 50-an sampai awal 60-an berdatangan pesawat MiG-17, MiG-IS UTI dan MiG-19. Pesawat tempur itu, 49 MiG-17 dan 30 MiG-IS UTI di Skadron 11, dan 10 MiG-19 di Skadron 12 menempati areal Kemayoran. Pesawat pembom Ilyushin Il-28 yang ada di Skadron 21 dan 22 juga meramaikan Kemayoran. Bahkan sebelum ke Lanud Iswahyudi, Madiun, pesawat TU-16 dan TU-16 KS sempat beberapa bulan bernaung di Kemayoran.
Pada tahun 1970an, era pesawat jet berbadan lebar berteknologi canggih muncul, yakni B747, L-1011, DC10 dan Airbus. Kemayoran hanya sempat disinggahi dua jenis pesawat yang terakhir itu. Pada 29 Oktober 1973, pesawat DC-10 milik KLM yang disewa Garuda tiba untuk angkutan jemaah haji. Jenis inilah pesawat terbesar dan terberat yang pernah singgah di Kemayoran. Sedangkan pesawat Airbus A 300-B4 Garuda pertama digunakan untuk penerbangan Jakarta-Medan, tanggal 22 Januari 1982.
Kesibukan Kemayoran tahun 1970-an, memaksa pemerintah membuka Halim Perdanakusuma, sebagai bandara internasional pada 10 Januari 1974. Sedang penerbangan domestik seluruhnya masih menjadi bertempat di Kemayoran. Beberapa pesawat, pernah pula mengalami nahas di Kemayoran. Sebuah Beechcraft pernah mengalami musibah saat mendarat. Pesawat lain, Convair 340 yang mendarat tanpa roda, DC-9 yang patah badan di landasan, dan DC-3 yang terbakar dan yang paling dahsyat, kecelakaan Fokker F-27 yang menyebabkan seluruh awaknya meninggal. Lebih dari 45 tahun beroperasi, Kemayoran mengikuti perkembangan pesawat angkutan sipil dunia. Tak terkecuali, pesawat militer pun pernah menjejaknya. Hingga hari-hari terakhir beroperasi, 31 Maret 1985, masih terdapat beberapa pesawat yang dulu hadir saat peresmiannya. Sebelumnya, tahun 1984, Kemayoran masih menyisakan suatu kenangan. Pesawat DC-2 Uiver dalam lawatannya mengenang 50 tahun terbang legendaris rally udara London-Melbourne tahun 1934, singgah untuk mengisi bahan bakar di Kemayoran. Pesawat lain adalah pesawat DC3 Dakota, jenis inilah yang terakhir meninggalkan Kemayoran.
Bulan-bulan pertama sejak Bandara Kemayoran ditutup dan dipindahkan ke Bandara Soekarno-Hatta di Cengkareng, suasana bandar udara masih tampak hidup, walau aktivitas tanpa penerbangan: Kemayoran masih dipakai sebagai arena IAS tahun 1986. Saat airshow berlangsung, berbagai pesawat dipamerkan, termasuk juga berbagai atraksi terbang. Di bandara ini terdapat Menara Kemayoran. Menara ini terletak di kompleks Pekan Raya Jakarta, didirikan saat pembangunan pelabuhan udara Kemayoran pada awal abad ke-20. Fungsi dari menara ini ialah mengatur lalu lintas keluar masuknya pesawat dari dan ke pelabuhan udara Kemayoran. Menara ini tidak difungsikan lagi setelah penutupan pelabuhan udara Kemayoran pada tahun 1985. Menara ini merupakan menara pengawas lalu-lintas udara pertama di Indonesia yang masih ada sekalipun fasilitas pelabuhan udara Kemayoran telah berubah menjadi Kotabaru Kemayoran.
