Тошкентдан Олмага биринчи мунтазам йўловчи авиапарвози 1924-йил май ойида очибди. 1930-йилларда бу ерда аэропортнинг биринчи биноси қурилган, аммо у бизнинг кунларимизгача сақланиб қолмаган.

1955-йил октябрда Тошкент — Москва йўналиши бўйича Ил-14 самолётларида мунтазам рейслар бошланган. Бир йилдан кейин биринчи реактив Ту-104 осмонга кўтарилган, 1959-йилдан эса кўплаб йўналишларда Ил-18 самолётлари учган. 1958-йилда «Тошкент» аэропорти I синф халқаро аэропорт мақомини олган.

1956-йилда меъморлар И. Мерппорт ва М. Кондакова лойиҳаси бўйича икки қаватли янги аэровокзал биноси пайдо бўлган. У ифодали кўриниши билан ажралиб турган ва шаҳарнинг меъморий визит картасидан бирига айланган.

Вақт ўтиши билан эски бино тез ривожланаётган фуқаро авиацияси эҳтиёжларига жавоб бермай қолди. Янги аэровокзал қуриш қарори қабул қилинди, лойиҳани москвалик «Аэропроект» институти мутахассислари тошкентлик меъморлар билан ҳамкорликда ишлаб чиқди. Янги лойиҳанинг асосий мақсади — йўловчилар учун максимал қулай шарт-шароитлар яратиш.

Янги аэропорт биноси 1976-йилда очибди. Меъморлар Е. Ермолаев, Л. Иванов ва И. Хуснутдинов функционал минимализм тамойилларини амалга оширган: йўловчи оқимлари қаватлар бўйича ажратилган — келиш биринчи қаватда, учиш иккинчи қаватда. Учаётганлар қулайлиги учун тўғридан-тўғри иккинчи қаватга олиб борувчи эстакада ташкил этилган; у осилган соябон соясида жойлашган ва бир вақтда пастки қават учун соябон вазифасини ўтаган. Асосий биногнинг чап томонида ресторан жойлашган бўлиб, у аэровокзал билан ёпиқ галерея орқали боғланган.

2001-йилда Тошкент аэровокзал мажмуаси тўлиқ реконструкция қилинган ва минтақадаги энг йирикларга айланган. У замонавий навигация ва хизмат кўрсатиш тизимлари билан жиҳозланган, бу дунёнинг деярли барча турдаги ҳаво кемаларини қабул қилиш имконини берган.

2013-йилда маҳаллий авиалиниялар терминали очибди, у ҳалқа автомагистрал томонидан алоҳида киришга эга. Бу терминал халқаро аэропорт билан ички автомагистрал орқали боғланган.

2017-йил январда Тошкент халқаро аэропортига Ўзбекистоннинг биринчи президенти — Ислом Каримов номи берилган.

2018-йилда эски аэровокзал биноси бузиб ташланган ва унинг ўрнида келувчи йўловчилар учун замонавий терминал қурилган.

2021–2024-йилларда аэропорт яна кенг кўламли реконструкция ўтказган. Янги фасад автотураргоҳ томон чиқарилган, кенг ёруғ фойе хизмат кўрсатиш зоналари ва дўконлар билан пайдо бўлган. Бугун янгилаган аэропорт қиёфасида 1970-йиллардаги ўша «янги бино»нинг контурларини зўрға фарқлаш мумкин.