วิทยาลัยการทัพอากาศเริ่มก่อตั้งเมื่อ พ.ศ. ๒๕๐๙ โดยความริเริ่มของ พล.อ.อ.บุญชู จันทรุเบกษา ผู้บัญชาการทหารอากาศในขณะนั้น
ซึ่งกองทัพอากาศได้รายงานขออนุมัติจัดตั้งวิทยาลัยการทัพอากาศ ไปยังกองบัญชาการทหารสูงสุด เมื่อวันที่ ๔ ธันวาคม ๒๕๐๘ และได้รับอนุมัติ
จาก รัฐมนตรีว่าการกระทรวงกลาโหม เมื่อวันที่ ๑ กุมภาพันธ์ ๒๕๐๙ โดยกำหนดให้เป็นส่วนราชการขึ้นตรงต่อกรมยุทธศึกษาทหารอากาศ และ
เปลี่ยนมาเป็นส่วนราชการขึ้นตรงต่อสถาบันวิชาการทหารอากาศชั้นสูงเมื่อ วันที่ ๑ ธันวาคม ๒๕๒๖ และได้เปลี่ยนมาาเป็นส่วนราชการขึ้นตรงต่อ
กรมยุทธศึกษาทหารอากาศตั้งแต่วันที่ ๑ เมษายน ๒๕๕๒

               วิทยาลัยการทัพอากาศ ได้เปิดการศึกษารุ่นแรก เมื่อวันที่ ๑๒ มกราคม พ.ศ.๒๕๑๐ โดยให้การศึกษาในเรื่องการเมือง เศรษฐกิจ การศึกษา การสังคม การทหาร และความมั่นคงปลอดภัยของชาติ เพื่อนำมาประยุกต์ การใช้กำลังทางทหาร สนับสนุนวัตถุประสงค์และนโยบายของชาติให้บรรลุผล ก่อนที่จะเปิดการศึกษารุ่นแรก กองทัพอากาศได้ส่งเจ้าหน้าที่ของกรมยุทธศึกษาทหารอากาศ คณะหนึ่งเดินทางไปดูกิจการวิทยาลัยการทัพอากาศในประเทศต่าง ๆ ทั้งในยุโรปและสหรัฐอเมริกา และบางประเทศในเอเซีย เพื่อนำแนวความคิดและประสบการณ์ มาประกอบการพิจารณาจัดทำหลักสูตรของวิทยาลัยการทัพอากาศให้เหมาะสมกับความจำเป็น สถานการณ์ และขีดความสามารถของกองทัพไทยในขณะนั้น

             กองทัพอากาศได้รับความช่วยเหลือจาก Air University ของกองทัพสหรัฐอเมริกา ในการกำหนดหลักสูตรในรุ่นแรก และต่อมาในปี ๒๕๒๖ ยังได้ส่งหน่วย Mobile Training Team (MTT) มาช่วยพัฒนาหลักสูตร ทั้ง วทอ. และ รร.สธ.ทอ. อีกด้วย