一、北京航空学院时期（1952年~1988年）
1951年1月，中国政府代表团赴苏联，在与苏联谈判援助中国建立航空工业时，就将发展中国的航空高等教育及聘请苏联专家事项作为重要内容。同年3月全国高等学校开始进行大规模的院系调整，对国内大学原有的航空工程系、科作了初步调整：清华大学、北洋大学、西北工学院和厦门大学的航空系合并成立清华大学航空工程学院；云南大学航空系并入四川大学航空系；原中央工业专科学校航空科和华北大学航空系合并成立北京工业学院（即北京理工大学）航空系。1952年5月，根据周恩来总理要办专门的航空大学的指示及中央军委作出的决定，中央教育部又制定出全国高等学校院系调整计划，作了进一步的调整。同年6月中央重工业部、中央教育部决定，并经国家财经委员会批准及中央军委同意，正式筹建北京航空学院。
1952年10月25日，在清华大学和四川大学、北京工业学院（即北京理工大学）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。
1959年，中央《关于在高等学校中指定一批重点学校的决定》指定16所高等学校开始试招中国自己的研究生，其中包括北航。
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。
1984年，北航被列为全国“七五”期间重点建设的15所高等院校之一；同年，被国务院首批批准设立研究生院的全国22所大学之一。
二、北京航空航天大学时期（1988年以后）
1988年4月，国家教委批准，北京航空学院正式改名为“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“卓越计划”高校之一。
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，学校成为国家“2011计划”领头高校。