1931年10月，两名美国人克莱德·庞伯恩和休·赫恩登二世将一架贝兰卡单翼飞机从佐比代海滩（位于现今跑道以东数英里的一片沙滩）拖出，然后不经停地飞往华盛顿州韦纳奇。这是人类首次不间断飞越太平洋，并因此赢得了《朝日新闻》提供的2.5万美元奖金。第35战斗机联队的历史记载，此次飞行的起飞日期为1931年10月4日；而美国纪念基金会则将其定为10月3日，因为飞行的起点和终点分别位于国际日期变更线的两侧。.

军事飞行始于八年后。1939年9月1日，日本帝国海军航空队开始在同一片沙地上开挖跑道。1942年3月，第一架降落在三泽机场的飞机是一架G4M“贝蒂”轰炸机。该机场最初是为远程轰炸机设计的，但最终却成为了一个训练和航空研究基地，毗邻的小川原湖则被用作水上飞机训练水域。1942年8月7日，三泽航空队派出G4M1轰炸机南下拉包尔，对抗美军在瓜达尔卡纳尔岛的登陆，并在几天内损失了大部分飞机。.

太平洋空军明确指出，驻扎在三泽的日本帝国海军部队曾利用小川原湖进行珍珠港袭击的演习。到1944年9月，该基地的一个单位被指定为神风特攻队训练部队，三泽唯一一支神风特攻队约50名飞行员于1945年6月南下九州；其中近一半人战死沙场。1945年8月8日至9日，约30架美国海军舰载机摧毁了地面上的45架飞机，并摧毁了该基地约90%的建筑。.

1945年9月15日，美军在第32陆军工程建设大队戴维斯·K·斯塔克上尉的指挥下抵达了这片被毁的机场，并在第一个圣诞节期间进行了重建工作。1946年9月5日，日本完成了对该机场的移交。1948年，第49战斗机大队带来了F-51“野马”战斗机。在接下来的二十年里，先后有八个不同的部队轮流驻扎于此，因此，三泽基地的历史与其说是一部单一基地的历史，不如说是一场各部队之间争夺本州岛北部地区的接力赛，而每个部队都出于不同的目的想要占领这片土地。.

朝鲜战争使这里变成了一个维修车间。1950年9月28日，第49战斗轰炸机大队为其F-80战斗机加装了一个加大的副油箱，空军后来称之为“三泽油箱”，因为标准油箱无法为早期的喷气式飞机提供足够的航程，使其能够抵达朝鲜并继续作战。第39航空师于1952年3月1日成立，负责本州北部和北海道的防空。1954年，该师的一架飞机被击落后，开始为在苏联领空附近飞行的美国侦察机护航。.

核武器是这一战略的一部分，而相关记录刻意被刻意淡化。艾森豪威尔政府于1954年12月批准将原子弹的非核部件转移到日本的基地；这些部件一直留在日本直到1965年6月，而撤离的具体情况至今仍属机密。一份1956-1957年远东司令部的解密文件将三泽基地列为具备核能力的基地之一。裂变弹芯则存放在其他地方，这使得美日两国政府都可以声称没有完整的核武器存放在日本境内——日本批评人士称这种区别只是语义上的技术性问题。.

位于跑道北侧山坡上的监听站比战斗机联队的历史还要悠久，其大部分设备也早已报废。该站的标志性建筑是AN/FLR-9型天线阵列，这是一套由西松建设公司于1963年至1965年间建造的圆形天线阵列，耗资约330万美元。该阵列由三个同心圆环组成，高137英尺（约42米），能够截获并定位远至约4000海里的高频无线电信号。当地人称其为“象笼”，根据空军关于拆除该天线的记载，当地人曾将其视为幸运的象征。.

它为三泽安全作战中心提供情报支持。该中心是西太平洋地区唯一一个美国四大军种在同一栋楼内共同处理同一情报问题的机构：包括第373情报大队、海军信息作战司令部三泽分遣队、第403军事情报分遣队以及一个海军陆战队分遣队。海军于1971年7月在三泽成立了安全作战大队，多年来，它一直是该基地驻扎时间最长的美军部队。第373情报大队于2000年9月7日成立。.

导致该阵列退役的并非任务变更，而是技术和资金的消耗。服役48年后，该阵列于2013年10月15日开始拆除，拆除工作本身也成为一项重要的本地就业项目：该项目为日本经济贡献了约497万美元，并雇用了250多名日本工人，预计于2015年9月完工。位于冲绳的同类型阵列已于2007年关闭。目前，该类型阵列的最后一座位于阿拉斯加的埃尔门多夫-理查森联合基地。.

三泽空军基地的战斗机时代于1985年4月2日重启，当时第一架F-16教练机降落，由迈克尔·E·瑞安上校驾驶——这位未来的空军参谋长交付了该基地未来四十年将使用的机型的首架。第13战术战斗机中队于1985年6月1日组建，第14战术战斗机中队于1987年1月1日组建，这两个中队均隶属于第432战术战斗机联队，该联队自1978年太平洋空军重返三泽以来一直驻守该基地。.

第35战斗机联队于1994年10月1日取代了第432联队，其前身在二战、朝鲜战争和越南战争中都取得了空战胜利。该联队于1995年9月17日完成了F-16CJ战斗机的换装。1996年6月18日，该联队的尾翼标志由“MJ”改为“WW”（野鼬鼠）。联队的历史记录显示，1996年9月27日，在“沙漠打击行动”之后的伊拉克作战行动中，第13战斗机中队首次使用F-16CJ战斗机发射了AGM-88“哈姆”反辐射导弹。.

此后，这项任务持续了十年。从三泽空军基地起飞的F-16CJ战斗机在20世纪90年代末期参与了“南方守望行动”和“北方守望行动”，飞越伊拉克上空。2003年3月21日，第14战斗机中队执行了“伊拉克自由行动”的首次非隐形任务，并发射了该行动的首批HARM反辐射导弹。武器训练在位于基地以北约12英里的德劳恩靶场进行，该靶场自1949年6月6日起由美军驻守，并于2003年4月更名为德劳恩靶场，以纪念2001年殉职的海军潜水员马修·德劳恩下士。.

美国空军的官方资料称三泽机场是“西太平洋地区唯一的联合军种基地”。该机场跑道由三方共用：美国空军第35战斗机联队、日本航空自卫队第3航空联队以及由日本运输省下属的三泽机场航站楼有限公司运营的民用航站楼。定期民用航班于1953年1月19日开通，1965年暂停，并于1975年5月10日恢复运营，同时启用了一座新航站楼，该航站楼于1986年进行了重建和扩建。.

民用航空业务规模虽小，但却不容忽视——2024年，往返东京羽田、大阪伊丹和札幌冈玉的航班客运量为336,869人次，飞机起降量为3,986架次——而且，目前的安排并非一帆风顺。2025年4月29日，一架美国空军B-1B“枪骑兵”轰炸机紧急降落，导致机场关闭约90分钟，一架飞往羽田的航班被迫返航，回程航班也被取消。三泽市和青森县均提出抗议，指出他们早在11天前就已要求采取民事稳定措施。.

围栏外的经济以渔业和农业为主。小川原湖是贝类养殖场，基地内任何生物落入湖中，随之而来的都是日本的资金：根据《驻军地位协定》和日本的东道国支持方案，补偿款项需经由东京而非华盛顿支付。根据2021年12月签署、自2022年4月起生效的特别措施协定，日本承诺向驻日美军提供约1.06万亿日元（约合93.3亿美元）的维持费用。.

2011年3月11日发生的9.0级地震强烈震动了三泽，造成轻微破坏和停电；海啸摧毁了八户市的海滨和南部沿海地区，但三泽基地本身却幸免于难。地震发生时，基地应急指挥中心恰好正在进行应急演习，因此损失报告能够迅速送达。几天之内，三泽就成为了美日救援部队的前沿作战基地，并投入使用14架直升机进行物资分发。.

福岛第一核电站的核事故起到了地震未能起到的作用。美国国防部批准了自愿撤离，约有9000至10000名遇难者家属离开了日本，其中约7800人是根据军方资助的命令离开的。首架载有150多名乘客的包机于2011年4月22日抵达，接回了三泽遇难者家属。在整个“友谊行动”中，美国国防部投入了8850万美元，约24000名人员，189架飞机和24艘舰艇。.

目前正在进行的换装工作是更换战机。五角大楼于2024年7月3日宣布，三泽空军基地的36架F-16战机将更换为48架F-35A战机，这将是美国首批永久部署在印太地区的F-35战机，也是继英国皇家空军莱肯希思基地之后，美国境外第二个此类部署地。升级后的三泽F-16战机于2025年6月下旬移交至韩国乌山空军基地；首批F-35A战机于2026年3月28日交付给第13战斗机中队，该联队于2026年4月24日正式展示了这批新战机。.