لم يُبنَ مطار القاهرة الغربية كقاعدة للمقاتلات، بل كواحد من مهابط الطائرات العديدة التي وزّعها سلاح الجو الملكي البريطاني في وادي النيل والصحراء الغربية. تشير سجلات "السلطة الجوية" إلى افتتاحه عام 1942 تحت اسم "كيلو 26"، ثم أصبح مهبط الطائرات رقم 224 في مايو من العام نفسه؛ بينما تُؤرّخ ويكيبيديا الإنجليزية المطار إلى عام 1941. وافتُتح مقر قيادة المحطة في يناير 1943.

بعد معركة العلمين الثانية، اتخذت قاذفات ويلينغتون التابعة للسرب رقم 104 من هذه القاعدة مقرًا لها، وتشير ويكيبيديا الإنجليزية إلى أن طائرات بلينهايم وبالتيمور وهاليفاكس وسبيتفاير من بين أنواع الطائرات التي مرت بها. في 1 أغسطس 1945، اتخذت القاعدة اسم "سلاح الجو الملكي البريطاني - القاهرة الغربية" كنقطة توقف رقم 10 على الطرق الرئيسية شرقًا؛ حيث حلّق السرب رقم 620 بطائرات هاليفاكس A.7 من هنا من مارس إلى يونيو 1946. تم حلّ مقر القاعدة في 10 ديسمبر 1946، وانتقلت ملكية المطار لاحقًا إلى القوات الجوية المصرية.

في صباح الخامس من يونيو/حزيران عام 1967، بدأت إسرائيل حرب الأيام الستة بعملية "فوكس"، وهي هجوم مفاجئ على المطارات المصرية. ويذكر موقع ويكيبيديا الإنجليزي، نقلاً عن روايات إسرائيلية، أن الموجة الأولى المكونة من 183 طائرة ضربت 11 مطاراً في تمام الساعة 7:45 صباحاً، ودمرت 197 طائرة مصرية، بينما دمرت موجة ثانية 107 طائرات أخرى. وكانت قاعدة القاهرة الغربية من بين القواعد التي استُهدفت، وتوقفت عن العمل لفترة من الزمن.

يُعدّ عدد الطائرات التي خسرتها مصر محلّ خلاف: إذ تُشير مقالة حرب الأيام الستة في ويكيبيديا الإنجليزية إلى تدمير 338 طائرة مصرية ومقتل 100 طيار، مع الإشارة إلى أن هذا الرقم محلّ نقاش. وتختلف أرقامها المتعلقة بقوة قاذفات Tu-16 بين المقالات، حيث تُشير إحداها إلى تدمير جميع الطائرات الثلاثين، بينما تُشير أخرى إلى تدمير 23 طائرة من أصل 25. ولم تُحدّد المصادر التي تمّت مراجعتها أيّ القاذفات دُمّرت وأيّ قاعدة، ولم يُقدّم هذا الموقع أيّ إحصاءات تفصيلية لكل قاعدة.

بعد حرب 1973 والقطيعة مع موسكو، وصلت أولى الطائرات المقاتلة الأمريكية إلى قاعدة القاهرة الغربية في مصر. وبموجب اتفاقية فرعون للسلام الموقعة في سبتمبر 1977، زودت الولايات المتحدة الجناح المقاتل التكتيكي الحادي والثلاثين بـ 35 طائرة من طراز إف-4إي فانتوم، مزودة بصواريخ سبارو وسايدويندر ومافريك، مقابل 1.594 مليون دولار أمريكي. ويشير موقع ويكيبيديا الإنجليزية إلى أنها كانت تابعة للسربين 76 و78 من فوج المقاتلات 222 في قاعدة القاهرة الغربية.

كان التحول صعبًا. تشير ويكيبيديا الإنجليزية إلى أنه خلال عام 1982، كان تسع طائرات فقط من طراز إف-4 صالحة للخدمة، أي بنسبة 26%، إلى أن حسّن الدعم الفني الأمريكي الذي بدأ عام 1985 الوضع؛ ووصلت سبع طائرات أخرى من طراز إف-4 عام 1988. في يوليو 1980، وخلال عملية براود فانتوم، انتشرت اثنتا عشرة طائرة من طراز إف-4إي وما لا يقل عن 400 فرد من الجناح المقاتل التكتيكي 347 التابع لسلاح الجو الأمريكي من جورجيا إلى القاهرة الغربية. كانت طائرات الفانتوم المصرية مخزنة أو احتياطية بحلول عام 2018، وفي ذلك الوقت كانت طائرات إف-16 قد حلت محلها منذ فترة طويلة.

انبثقت مناورات النجم الساطع مباشرةً من اتفاقيات كامب ديفيد لعام 1978. جرت أولى هذه المناورات، النجم الساطع 81، من أكتوبر إلى ديسمبر 1980، ويشير موقع ويكيبيديا الإنجليزية إلى أن عمليات الانتشار الأمريكية كانت تتركز عادةً في قاعدة القاهرة الغربية الجوية الكبيرة. شارك حوالي 9000 أمريكي في عام 1985؛ وبحلول عام 1999، ضمت المناورات 11 دولة و70000 فرد. لقي 14 فرداً من القوات الجوية الأمريكية حتفهم عندما تحطمت طائرة نقل عسكرية من طراز C-141 ستارليفت أثناء هبوطها ليلاً خلال مناورات النجم الساطع 81؛ ولم تُحدد المصادر التي تم التحقق منها اسم المطار.

شهدت العلاقة بين البلدين بعض الانقطاعات: فقد تأجلت مناورات النجم الساطع 12 بعد ثورة 2011، وألغى الرئيس أوباما المناورات المقررة في سبتمبر 2013. وفي عام 2003، انتشر الجناح الجوي الاستكشافي 487 في المنطقة من مارس إلى مايو خلال غزو العراق. ومنذ عام 2017، انتقل مركز مناورات النجم الساطع إلى قاعدة محمد نجيب العسكرية في الحمام، غرب الإسكندرية، والتي افتتحها الرئيس السيسي في 22 يوليو 2017 كأكبر قاعدة عسكرية في الشرق الأوسط وأفريقيا، وذكرت صحيفة "إيجيبت إندبندنت" في عام 2023 أن قواعد جوية في أنحاء البلاد شاركت أيضاً في المناورات.