تكتسب قاعدة الملك خالد الجوية أهميةً بالغةً لموقعها الاستراتيجي، إذ تقع على مقربة من اليمن. تشير ويكيبيديا إلى أن عام 1960 هو تاريخ بدء استخدام القاعدة، وتوضح أنها صُممت وبُنيت على يد مهندسين من الجيش الأمريكي والقوات الجوية الأمريكية خلال ستينيات وسبعينيات القرن الماضي، وتضم مرافق خدمة طائرات إف-15. أما التقرير الرسمي الصادر عن مركز التاريخ العسكري التابع للجيش الأمريكي حول إنشاءات سلاح المهندسين في الشرق الأوسط، فيُعامل قاعدتي خميس مشيط وتبوك كمشروعين متطابقين، حيث بُنيت في البداية ثكنات عسكرية لوزارة الدفاع والطيران، ثم جرى تطويرهما لاحقًا بإضافة مدارس ومرافق طبية ومساكن عائلية.

يُعدّ الارتفاع عاملاً مهماً. فبحسب ويكيبيديا، يبلغ ارتفاع القاعدة حوالي 2050 متراً، وهو أعلى بكثير من ارتفاعي الظهران والرياض؛ وتشير ويكيبيديا إلى وجود مدرج واحد مُعبّد بطول 3780 متراً تقريباً. لم يتسنَّ التحقق من معلومات المطار في دليل معلومات الطيران (AIP) لهذه الصفحة، لذا لم يتم إدراج رمز المدرج.

خلال الحرب الأهلية في شمال اليمن، احتاجت المملكة العربية السعودية إلى دفاع جوي على حدودها الجنوبية، وفي ديسمبر 1965، طلبت الرياض 34 طائرة لايتنينغ من طراز F.53 وست طائرات تدريب من طراز T.55، إلا أن تصنيعها استغرق سنوات. في مارس 1966، وبموجب عقد مؤقت يُعرف باسم "البساط السحري"، تم شراء ست طائرات لايتنينغ تابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني سابقًا، وست طائرات هنتر، وجهازَي رادار، وصواريخ ثندربيرد. وصلت الطائرات في يوليو 1966، ووفقًا لموقع ويكيبيديا، تم نشرها في مطار خميس مشيط بالقرب من الحدود اليمنية، وكان يقودها طيارون مرتزقة، مما حدّ من العمليات المصرية فوق الحدود. تم استبدال إحدى طائرات لايتنينغ التي فُقدت في حادث في مايو 1967. تلا ذلك الطلب الرئيسي: استلمت المملكة العربية السعودية رسميًا أولى طائراتها من طراز F.53 في ديسمبر 1967، وتم تسليم الطائرات الجديدة في إطار عملية "النخلة السحرية" بين يوليو 1968 وأغسطس 1969.

في حرب الودية أواخر عام 1969، شنت طائرات لايتنينغ يقودها طيارون سعوديون وباكستانيون غارات على ميليشيات يمنية بعد سيطرتها على بلدة في السعودية، وفقًا لموقع ويكيبيديا. وفي 3 مايو 1970، أُسقطت طائرة من طراز F.53 تحمل الرقم 53-697 بنيران أرضية خلال مهمة استطلاع، فقفز طيارها بالمظلة وتم إنقاذه. ولم تُحدد المصادر التي تم التحقق منها القاعدة التي انطلقت منها تلك المهمات.

في أغسطس/آب 1990، أرسلت القوات الجوية الأمريكية مقاتلاتها الشبحية السرية من طراز إف-117 إلى الخليج. تشير مقالة ويكيبيديا عن قاعدة تونوباه، مقرها الرئيسي، إلى أن 18 طائرة منها واصلت رحلتها إلى خميس مشيط، بينما تذكر مقالتاها عن قاعدة الملك خالد الجوية وخميس مشيط أن القوات الجوية الأمريكية شنت هجماتها الشبحية على بغداد من هناك. في المقابل، تذكر مقالة تاريخ الجناح المقاتل التكتيكي 37 أن سربها الأول توجه إلى مطار الملك خالد الدولي بالرياض؛ وقد وردت الروايتان كما هما. لاحقًا، أُثيرت تساؤلات حول سجلها: تشير مقالة ويكيبيديا عن طائرة إف-117 إلى أن الادعاءات الأولية بدقة 80% قد عُدّلت إلى ما بين 41% و60%، وأن الطائرات فشلت في الليلة الأولى في إصابة 40% من أهداف الدفاع الجوي المخصصة لها.

نُشرت إحصائيات الجناح: 1271 طلعة جوية قتالية، ونسبة جاهزية للعمليات بلغت 85.5%، وأكثر من 2000 طن من الأسلحة الدقيقة من 43 طائرة من طراز F-117A، وفقًا لمقال تاريخ الجناح 37، بينما يشير مقال طائرات F-117 إلى حوالي 1300 طلعة جوية و6905 ساعات طيران. وفي ليلة الافتتاح، 17 يناير 1991، انطلقت أيضًا طائرات التزود بالوقود VC10 التابعة للسرب رقم 101 من قاعدة الملك خالد الجوية لتزويد طائرات تورنادو GR1 بالوقود.

عندما قادت السعودية تحالفًا عسكريًا في حرب اليمن في 26 مارس/آذار 2015، أصبحت خميس مشيط إحدى أقرب القواعد العسكرية الكبيرة إلى ساحة القتال، وهدفًا حدده الحوثيون. وتعود مزاعمهم باستهداف القاعدة إلى مصادرهم الخاصة، ولم يتم التحقق منها بشكل مستقل لهذه الصفحة. وتصف بيانات التحالف، التي جمعتها ويكيبيديا، اعتراض طائرات مسيرة كانت تستهدف خميس مشيط في 5 و21 مارس/آذار، و2 أبريل/نيسان، و10 و14 يونيو/حزيران 2021.

استؤنفت المعارك المفتوحة في سبتمبر 2026؛ وأعلن التحالف في 24 سبتمبر أنه دمّر صواريخ أُطلقت باتجاه الطائف وينبع. ولم تُعلن الحكومة السعودية عن كيفية استخدام القاعدة وأسرابها في الحرب المتجددة.