Letiště Brize Norton bylo postaveno v rámci expanze RAF na konci 30. let a podle RAF bylo oficiálně otevřeno 13. srpna 1937. Jeho první jednotka, letecká výcviková škola č. 2, dorazila 7. září 1937. Letiště využívala také údržbářská jednotka a od roku 1940 druhá letecká škola, takže jeho hangáry a rozmístěná místa byly plné cvičných letadel.

Díky tomu se letiště stalo bohatým cílem. 16. srpna 1940, na vrcholu bitvy o Británii, zaútočily na letiště dva německé bombardéry. Archiv komunity Bampton zaznamenává, že hangáry č. 1 a 3 byly zničeny spolu se 46 letadly, která jiná data uvádějí jako 35 cvičných letounů Airspeed Oxford a 11 letounů Hawker Hurricane. Archiv to označuje za pravděpodobně nejspektakulárnější útok na jakékoli britské letiště během války.

Lidské oběti se u jednotlivých zdrojů zaznamenávají odlišně. Archiv komunity Bampton uvádí jméno jednoho civilisty zabitého v Brize Norton, 61letého Fredericka Hardena z Witney. Chronologie bitvy o Británii den po dni zaznamenává pět zraněných a poškození hangárů, kasáren a budovy institutu. Ani jedno z těchto čísel nebylo možné pro tuto stránku ověřit v databázi Komise pro válečné hroby Commonwealthu, proto jsou zde uvedena obě tak, jak byla nahlášena.

V červenci 1942 Brize Norton změnila svou roli. Jednotka pro přestavbu těžkých kluzáků se nastěhovala s 34 remorkéry kluzáků Armstrong Whitworth Whitley, 56 kluzáky Airspeed Horsa a dvěma Oxfordy, jak uvádí samotná historie základny RAF o jejím působení v Normandii. V říjnu 1942 následovala škola instruktorů kluzáků. Horsa mohla nést až 25 vojáků, dělostřelectvo a vozidla. Betonové ranveje a nové hangáry byly položeny začátkem roku 1943.

V březnu 1944 dorazily dvě operační letky, č. 296 a 297, s remorkéry Albemarle. V noci z 5. na 6. června se zúčastnily operace Tonga. Sedm letek Albemarle, tři z č. 296 a čtyři z č. 297, odletělo ve 23:00 s palubními hledači, kteří označovali výsadkové zóny pro 6. výsadkovou divizi. Následovaly další vlny s 5. výsadkovou brigádou a 9. výsadkovým praporem.

Večer 6. června vyslala každá letka 20 letounů Albemarle na operaci Mallard, což je výtah kluzáků. RAF eviduje jeden kluzák havarovaný při vzletu, jeden nouzový přistání v Anglii, jeden sestřelený nepřátelskou palbou ve Francii a jeden sestřelený Albemarle. 7. června přepravovala operace Cooney francouzské výsadkáře a příslušníky speciálních leteckých sil. Obě letky se v září zúčastnily vylodění v Arnhemu; zpráva RAF uvádí, že tuto operaci létaly z letecké základny RAF Manston.

Škola kluzáků zde zůstala déle. RAF uvádí, že jednotka, později 21. přestavbová jednotka pro těžké kluzáky, zůstala až do 31. prosince 1945. Náklady na výcvik si místní stále pamatují. 27. srpna 1944 se Albemarle z 297. perutě při přistání přestřelil a havaroval poblíž Black Bourtonu, přičemž zahynula jeho pětičlenná posádka. Místo je označeno mohylou na Mill Farm.

Po válce letiště přešlo pod Spojené státy. RAF uvádí, že USAF formálně převzalo kontrolu 16. dubna 1951, nejprve zde umístilo bombardéry Convair B-36 Peacemaker a později B-47 Stratojet. RAF jej znovu převzalo 1. dubna 1965. Tato stránka se drží tohoto obrysu, protože podrobnější popisy amerického období nebylo možné ověřit s primárním zdrojem.

Vickers VC10 sloužil RAF 47 let jako transportní letoun a později jako tanker. Svůj poslední operační let provedl 20. září 2013, kdy dva letouny, ZA147 a ZA150, doplnily palivo do letounů Typhoon, Tornados a Hercules a poté se rozlučkově vydaly na základny RAF. Velitel základny uvedl, že VC10 přepravil domů rukojmí, královskou rodinu a premiéry.

Pro služby letounů VC10 byl postaven obrovský nový hangár. Národní dopravní trust (National Transport Trust) uvádí, že byl dokončen v roce 1969, je čtvrt míle dlouhý bez vnitřních podpěr a tehdy se jednalo o největší konstrukci s konzolovou střechou v Evropě. Archivní film katalogizovaný organizací Airfields of Britain Conservation Trust datuje jeho dokončení do roku 1967. Trust uvádí, že by mohl pojmout dva letouny TriStar nebo jeden TriStar a jeden C-17.

Lockheed TriStary z 216. perutě se připojily k VC10 jako transportní a tankovací stroje. Vláda uvedla, že sloužily RAF 30 let. Během posledních osmi let letěla 216. peruť do Afghánistánu 1642krát a přepravila 250 000 cestujících v každém směru. Poslední operační let se uskutečnil 24. března 2014. Do roku 2010 čítala kombinovaná flotila 15 VC10 a devět TriStarů, které vstoupily do vojenské služby v letech 1966 až 1993.

Letadla VC10 a TriStar byla nahrazena Airbusem A330 Voyager, ale nebyla zakoupena běžným způsobem. V rámci soukromé finanční dohody Future Strategic Tanker Aircraft podepsané v březnu 2008 vlastní, udržuje a podporuje konsorcium AirTanker 14 letadel po dobu 27 let. Hodnota smlouvy byla stanovena na 10,5 miliardy liber. Národní kontrolní úřad stanovil průměrné náklady na základní službu na přibližně 390 milionů liber ročně.

Ministerstvo obrany má základní flotilu devíti letadel. RAF ji popisuje jako osm letadel registrovaných ve vojenské sféře a jedno letadlo registrované v civilní sféře. Dalších pět záchranných letadel si může AirTanker komerčně pronajmout, pokud je RAF nepotřebuje. 10. peruť se reformovala na Voyageru 1. července 2011. RAF uvádí, že tento typ zahájil provoz v roce 2012 a do roku 2013 byl plně funkční jako tanker.

Auditoři byli upřímní. V březnu 2010 Národní kontrolní úřad uvedl, že nemůže dojít k závěru, že ministerstvo dosáhlo z zadávání veřejných zakázek odpovídající hodnoty za vynaložené prostředky. Zjistil, že datum uvedení letadel do provozu se posunulo o pět a půl roku. Poznamenal také, že původní požadavek nepočítal s létáním do rizikových oblastí, jako je Afghánistán. Výbor pro veřejné účty dodal, že jednání trvala více než devět let.

Výbor pro obranu se v roce 2007 obával, že dohoda stále není podepsána ani deset let poté, co byla poprvé navržena jako projekt soukromého financování. V roce 2023 se k tomuto tématu vrátil. Uvedl, že ačkoli byl Atlas navržen k doplňování paliva do jiných letadel, ministerstvo obrany se spoléhalo pouze na Voyager. Uvedl, že důvodem byl smluvní závazek, který ministerstvu ukládá povinnost zaplatit společnosti AirTanker kompenzaci, pokud by úkol provedl jiný letoun.

Repatriační ceremoniály se v Brize Nortonu konaly do dubna 2007. Poté se přesunuly na základnu RAF Lyneham ve Wiltshire, aby mohla být přestavěna servisní platforma pro letadla v Brize Nortonu. Pohřební vozy z Lynehamu projížděly tržním městečkem Wootton Bassett na cestě do nemocnice Johna Radcliffa v Oxfordu. To, co začalo jako improvizovaná pocta starostou města, se rozrostlo v davy lemující ulice v tichosti.

Prvními dvěma vojáky, kteří byli ve městě v dubnu 2007 oceněni, byli Aaron Lincoln a Danny Wilson. Vláda zaznamenala 167 repatriačních ceremonií ve městě, poslední se konal 18. srpna 2011. Imperial War Museum uvádí 167 repatriovaných vojáků. Forces News uvádí 345 mužů a žen během 167 repatriací. Městu byl udělen titul Royal Wootton Bassett, potvrzený 16. října 2011.

Po uzavření Lynehamu se repatriace 1. září 2011 vrátily do Brize Nortonu. Ministerstvo obrany si ji vybralo jako nejnákladově nejefektivnější variantu, protože již fungovala 24 hodin denně a mohla pojmout i letouny C-17. Bylo postaveno repatriační centrum za 2,8 milionu liber s novým východem, Britannia Gate. Při první repatriaci seržanta Barryho Westona ze 42. komanda Royal Marines se podél trasy nacházelo téměř 4 000 lidí, z nichž více než 2 500 bylo v Cartertonu.

Rada hrabství Oxfordshire zadala vybudovat Pamětní zahradu repatriace v Norton Way v Brize Nortonu. V dny repatriace se zde vyvěšuje britská vlajka z Royal Wootton Bassett. Pamětní zvon, odlitý ve slévárně Whitechapel Bell Foundry, zvoní při repatriaci. Jeho kámen pochází z lomu v Cotswoldu. Trasa průvodu vede přes Carterton a podél silnice A40 k nemocnici Johna Radcliffa.

Uzavření základny RAF Lyneham učinilo z Brize Norton jediný dopravní uzel RAF. Flotila Hercules a její letky se sem nastěhovaly v červenci 2011. Program Future Brize přestavěl velkou část stanice kolem nich. V roce 2010 Národní kontrolní úřad vyčíslil náklady na konsolidaci transportních a tankovacích letadel na stanici na 151 milionů liber. Účty se liší v rozsahu změny: očekávalo se, že stanice vzroste z přibližně 28–30 letadel na přibližně 67–70.

Eskadra č. 99 se v roce 2000 reformovala jako jediný provozovatel C-17 RAF a nyní sdílí osm letadel s perutí č. XXIV. Atlas vstoupil do služby v roce 2014 u perutě č. LXX a peruť č. 30 na něj přešla v roce 2021. Hercules byl vyřazen z provozu 30. června 2023, zhruba sedm let před plánovaným datem vyřazení z provozu; Výbor pro obranu uvedl, že jeho svědci byli téměř jednomyslně kritickí. Eskadra č. 47 se v září téhož roku rozpustila, aby byla při první příležitosti reformována.

Umístění téměř všeho na jednu ranvej učinilo z této ranveje slabý bod. V červenci 2022 přesunula RAF letadla během rekordního vedra na jiná letiště. V roce 2023 potřebovala 3 050 m dlouhá ranvej opravy poškození teplem na obou koncích. Dne 27. července 2026 stanice předala ranvej k úplné výměně v rámci operace MACE Vector. Vláda odhaduje náklady na 180 milionů liber a práce budou pokračovat až do roku 2027.

Zatímco se ranvej rekonstruuje, posádky letounů Atlas a C-17 létají převážně z letiště MoD Boscombe Down, občas využívají letiště Bournemouth. Voyagery operují z Prestwicku, East Midlands a Stanstedu. RAF uvádí, že se odstěhovalo 40 letadel a přibližně 1600 členů personálu leteckého křídla. Na otázku z srpna 2026 ohledně komerční alternativy pro případ, že by Brize Norton nebyl k dispozici, ministr odpověděl, že flotila je rozptýlena a že se připravuje legislativa o obranné připravenosti.