بُنيت قاعدة أتسوغي من قِبل البحرية الإمبراطورية عام ١٩٣٨، وبحلول عام ١٩٤٥، أصبحت مقرًا لمجموعة الطيران البحري ٣٠٢، المكلفة بالدفاع عن منطقة طوكيو ضد القاذفات الأمريكية. يذكر مقال أتسوغي على ويكيبيديا أن المجموعة أسقطت أكثر من ٣٠٠ قاذفة؛ إلا أن هذا الرقم لا تدعمه المصادر الأخرى التي تم الرجوع إليها، ويجب التعامل معه على أنه مجرد ادعاء وليس حقيقة. ومن بين مقاتلاتها الليلية طائرات ناكاجيما J1N، التي تصفها ويكيبيديا بأنها أكثر فعالية ضد قاذفات B-24 وB-17 منها ضد قاذفات B-29.

عندما أعلن الإمبراطور هيروهيتو استسلام القوات في 15 أغسطس 1945، رفض قائد المجموعة، النقيب ياسونا كوزونو، قبوله. قام طياروه بطباعة منشورات وألقوها فوق منطقة كانتو، داعين إلى مواصلة الحرب حتى النهاية. لم يدم التمرد سوى أيام: غادر 33 طيارًا القاعدة، واعتقلت البحرية الإمبراطورية كوزونو و69 آخرين. حُوكم كوزونو عسكريًا بتهمة عصيان الأوامر، وحُكم عليه بالسجن المؤبد، ثم خُفف الحكم إلى 20 عامًا، ثم إلى 10 أعوام؛ أُفرج عنه بشروط في ديسمبر 1950، وصدر عفو عام عنه في عام 1952.

هبطت فرقة استطلاع أمريكية في أتسوغي في 28 أغسطس 1945، وفي 30 أغسطس، ترجّل الجنرال دوغلاس ماك آرثر من طائرته هنا لتولي قيادة اليابان المحتلة. استخدمت وحدات القوات الجوية للجيش الأمريكي المطار حتى أوائل عام 1946. أعادت قوات البحرية الأمريكية (سيبيز) بناءه في عام 1950، وأُعيد افتتاحه كمحطة جوية بحرية في ديسمبر 1950، في الوقت المناسب تمامًا للحرب الكورية.

خلال الحرب الباردة، كانت أتسوغي القاعدة الجوية الرئيسية للبحرية الأمريكية في اليابان، حيث دعمت حاملات الطائرات في كوريا وفيتنام. وقد عملت طائرات الاستطلاع من طراز يو-2 من هنا منذ عام 1957 على الأقل، وخدم لي هارفي أوزوالد كضابط رادار في سرب مراقبة الطيران البحري الأول من سبتمبر 1957 إلى نوفمبر 1958. إلا أن الوجود الأمريكي جلب معه مأساة: ففي 27 سبتمبر 1977، تحطمت طائرة فانتوم آر إف-4 بي تابعة لسلاح مشاة البحرية الأمريكية قادمة من أتسوغي في أحد أحياء يوكوهاما، مما أسفر عن مقتل طفلين صغيرين، وبعد خمس سنوات، والدتهما.

وصلت قوات الدفاع الذاتي البحرية اليابانية في 25 يونيو 1971 مع مفرزة من الجناح الجوي الرابع إلى أتسوغي، وفي عام 1973 نقلت القوات الجوية التابعة للبحرية مقرها الرئيسي إلى هنا من شيموفوسا. ومنذ ذلك الحين، يُستخدم المطار بشكل مشترك مع البحرية الأمريكية؛ ويُطلق عليه الأمريكيون اسم منشأة أتسوغي الجوية البحرية.

تأسس السرب الثالث التابع للجناح الجوي الرابع عام 1962 بتسع طائرات من طراز P2V-7 نبتون، ثم استلم طائرات P-2J عام 1974 وطائرات P-3C عام 1984. كما شكّل الجناح أول وحدة طائرات P-3C تابعة لقوات الدفاع الذاتي البحرية اليابانية، وهي السرب السادس، في 30 مارس 1983، وأرسل أول طائرتين من طراز P-3C إلى جيبوتي للقيام بدوريات مكافحة القرصنة في 28 مايو 2009. وصلت طائرة كاواساكي P-1 في 23 مارس 2015، وغادرت آخر طائرة P-3C في 29 أغسطس 2017، مما جعل السرب الثالث أول سرب عملياتي يتكون بالكامل من طائرات P-1.

تغير الوضع مجدداً في عامي 2017-2018، عندما انتقلت أسراب الطائرات ذات الأجنحة الثابتة التابعة للجناح الجوي الخامس لحاملات الطائرات التابع للبحرية الأمريكية إلى إيواكوني، ولم يتبق سوى المروحيات على الجانب الأمريكي. ومنذ ذلك الحين، أصبحت طائرات P-1 التابعة لقوات الدفاع الذاتي البحرية اليابانية هي الطائرات الرئيسية ذات الأجنحة الثابتة في أتسوغي.

تقع أتسوغي في منطقة مكتظة بالسكان، وقد خاض جيرانها معارك قضائية ضدها لعقود. تشير ويكيبيديا إلى حكم قضائي صادر عن محكمة يوكوهاما الجزئية بقيمة 2.75 مليار ين ياباني عام 2002، وحكم صادر عن محكمة طوكيو العليا بقيمة 4.04 مليار ين ياباني عام 2006 لصالح 4865 من السكان، وحكم صادر عن محكمة يوكوهاما بقيمة 7 مليارات ين ياباني عام 2014، وحكم صادر عن محكمة طوكيو العليا بقيمة 9.4 مليار ين ياباني تقريبًا عام 2015 لصالح حوالي 6900 من السكان. في عام 2016، أيدت المحكمة العليا التعويضات، لكنها نقضت قرار محكمة أدنى بحظر تحليق طائرات قوات الدفاع الذاتي ليلًا. وفي عام 2017، رُفعت دعوى قضائية خامسة انضم إليها أكثر من 6063 من السكان.

الاحتجاجات أقدم من الدعاوى القضائية: ففي يوليو/تموز 1988، شكّل نحو 20 ألف شخص سلسلة بشرية حول القاعدة احتجاجًا على تدريبات الهبوط الليلي لحاملات الطائرات. وكان معظم الضجيج ناتجًا عن طائرات حاملات الطائرات الأمريكية، ولهذا السبب كان انتقالها إلى إيواكوني مهمًا للسكان المحليين بقدر ما كان مهمًا للبحرية.