Kleine-Brogel vznikl jako válečné opatření. Podle historie základny Spojenci na konci roku 1944 vybudovali taktické letiště B 90 na vřesovišti v severním Limburgu, aby podpořili postup k Rýnu. Jakmile se válka přesunula na východ, letiště ztratilo svůj účel a teprve v roce 1951 se belgické letectvo vrátilo, aby jej rozšířilo na stálou základnu pro tryskové letectvo, v rámci rychlého budování letecké síly NATO v nížinách během let korejské války.

Jednotka, která ji proslavila, se zrodila jinde. 10. stíhací bombardovací křídlo bylo zformováno v Chièvres 20. prosince 1951 s 23., 27. a 31. perutí. 31. peruť, zformovaná 1. října 1951 v Beauvechain, podnikla svůj první oficiální bojový let 4. ledna 1952 ve Spitfiru XIV s kapitánem Lalouxem za řízením. Prvním velitelem křídla, generálmajorem hrabětem Ivanem Du Monceau de Bergendal, vyznamenaným pilotem RAF z druhé světové války, se velení ujal 30. května 1952. Rok, kdy se křídlo usadilo v Kleine-Brogel, není v konzultovaných oficiálních zdrojích uveden.

Spitfiry ustoupily od roku 1952 letounu F-84G Thunderjet a křídlo bylo 17. září 1953 formálně přejmenováno na 10. letku Jagerbommenwerperswing. Letouny F-84F Thunderstreaky se šípovými křídly, dodávané do Belgie od srpna 1955, dorazily ke třem perutím křídla v Kleine-Brogel v roce 1956. 27. peruť byla rozpuštěna v roce 1963 a zůstala po ní dvouperunová struktura, která křídlo nesla po celou dobu existence Starfighterů. Její znak, červený lev pro provincii Limburg, a motto Fortuna Favet Fortibus pocházejí z těchto raných let.

V červnu 1964 zahájilo 10. křídlo svou éru stíhaček Starfighterů, přičemž první byla přezbrojena 31. peruť a následovala 23. peruť. Historie Belgických křídel zaznamenává, že F-104G v roce 1965 nahradily F-84F v roli jaderného úderu, přičemž letadla křídla byla od 1. ledna 1965 sloučena. Toto byl začátek role, která od té doby definuje základnu ve veřejné debatě: belgičtí piloti, belgická letadla a americké zbraně byly drženy v americké péči pro použití ve válce v rámci sdílení jaderných zbraní NATO.

Stejná historie nadšenců popisuje 24hodinovou jadernou rychlou reakci, která byla udržována od začátku 60. let, a výroční historie 31. perutě uvádí, že peruť od roku 1961 splnila podmínky pro krátkodobou reakční pohotovost (QRA) a v témže roce se připojila k mobilním silám spojeneckých sil NATO v Evropě. Od roku 1968 křídlo létalo jak na úderné, tak na konvenční útočné mise a vedle jaderných úkolů neslo 20mm kanón Vulcan, napalm, bomby Snakeye a raketové podvozky.

Éra Starfighterů v Kleine-Brogel skončila 26. září 1983, kdy ze základny odletěly do důchodu poslední dva belgické letouny F-104, FX-99 a FC-11. Přebytečné letouny putovaly do skladu v Koksijde nebo k tureckému letectvu. Do té doby již dorazily F-16: historie základny datuje první F-16A do roku 1981, zatímco historie 31. perutě Ministerstva obrany uvádí, že konverze této perutě proběhla v roce 1983, což odráží postupné převybavení dvou perutí křídla.

Konec studené války změnil podobu křídla. Když bylo v roce 1996 rozpuštěno 1. stíhací křídlo v Beauvechainu, jeho 349. peruť, jednotka protivzdušné obrany s kořeny RAF sahajícími do listopadu 1942, a operační konverzní jednotka F-16 se přesunuly do Kleine-Brogelu. V březnu 2002 byla 23. peruť rozpuštěna a sloučena s 31. perutí. Křídlo nyní létá s 31. perutí, 349. perutí a OCU, které se v listopadu 2025 společně nasadily k nočnímu výcviku F-16 v Monte Real v Portugalsku.

Posádky Kleine-Brogel se od 90. let 20. století zúčastnily téměř každé belgické letecké kampaně. Ministerstvo obrany uvádí Bosnu, Kosovo, Afghánistán, Libyi, Irák a Sýrii mezi 31 nasazeními perutě a výroční historie 349. perutě uvádí Kosovo a Afghánistán v letech 2005 až 2014, Libyi v roce 2011 a Irák a Sýrii v letech 2014 až 2021. Poslední rotace na Blízkém východě, čtyři stíhačky F-16 a 130 vojáků v Jordánsku od 1. října 2020 do 30. září 2021, nalétaly 293 misí a nalétaly 2 974 hodin a použily zbraně při 29 příležitostech, všechny v Iráku, než 1. října 2021 přistály zpět v Kleine-Brogel.

Blíže k domovu se křídlo ujímá působení v oblasti hlídání vzdušného prostoru NATO. V rámci rotace v Baltském moři, kterou 10. křídlo převzalo v Litvě 2. ledna 2020, bylo během prvního období provedeno 14 zachycení během 290 bojových letů a nalétáno téměř 500 letových hodin. Flotila nyní stárne: 8. září 2023 se FA-95 stal prvním belgickým F-16 vyřazeným z provozu po dosažení limitu 8 000 hodin stanoveného výrobcem, s posledním letem v Kleine-Brogel během Dnů belgického letectva.

Belgie oficiálně nepotvrzuje, že v Kleine-Brogelu jsou uloženy americké jaderné zbraně, a ve zdrojích použitých pro tuto stránku se neobjevuje žádné prohlášení belgické vlády, které by to potvrzovalo. Zaznamenané informace pocházejí z úniků informací a od nezávislých výzkumníků. Dne 16. července 2019 VRT informovala, že návrh zprávy pro Parlamentní shromáždění NATO s názvem "Nová éra jaderného odstrašování?", který byl v dubnu 2019 rozeslán členům a který získal vlámský poslanec za Zelené Wouter De Vriendt, jmenoval Kleine-Brogel mezi místy, kde se nacházejí americké zbraně. Revidovaná verze byla zveřejněna 11. července 2019 bez uvedení lokalit.

Odhady se liší a všechny jsou neoficiální. Návrh z roku 2019, jak informovala VRT, hovořil o zhruba 150 amerických bombách v Evropě. V říjnu 2024 Hans Kristensen z Federace amerických vědců odhadl celkový počet na zhruba 100 bomb B61 na šesti základnách v pěti zemích a studie Bulletinu atomových vědců z roku 2023, jejímž spoluautorem byl, je v Kleine-Brogel citována jako odhad 10–15. Čísla pocházejí z různých let a metod a měla by být chápána jako rozmezí, nikoli jako počet.

Americká strana této dohody je viditelná i jinými způsoby. Zveřejněné zprávy uvádějí na základně 701. muniční podpůrnou letku amerického letectva. V květnu 2021 Bellingcat zjistil, že američtí příslušníci zveřejnili online kartičky, některé veřejné od roku 2013, s podrobnostmi o skladovacích prostorách zbraní a bezpečnostních postupech, přičemž jednu sadu lze identifikovat jako Kleine-Brogel podle názvu letky 701 MUNSS. V říjnu 2024 Kleine-Brogel spolu s Volkelem pořádal cvičení NATO Steadfast Noon a analýza snímků FAS popsala novou infrastrukturu včetně průjezdného zařízení pro nákladní vozy pro údržbu zbraní a velké plochy pro přepravu letounů C-17.

Léta s F-16 se neobešla bez ztrát. Databáze nadšenců F-16.net, která zaznamenává celkem 63 nehod belgických F-16, uvádí několik nehod s letkami Kleine-Brogel. Dne 19. září 1984 se nad střelnicí Helchteren zřítil dvoumístný F-16B z 23. perutě a zahynuli oba členové posádky. Dne 14. září 1987 ztratil F-16A z 23. perutě kontrolu při nouzovém přistání poblíž základny po závadě ocasní plochy a jeho pilot zahynul. Dne 17. listopadu 1988 byl letoun 31. perutě zničen po srážce s ptákem poblíž Kaulille; pilot se katapultoval.

K nejhorší nedávné nehodě došlo 9. prosince 2003, kdy se dva letouny F-16 z 31. perutě srazily poblíž Somalu a Failonu v Ardenách během cvičení předsunutého letového dispečera. Podle serveru F-16.net zahynul podplukovník Ronny Vaerten ve svém kokpitu a druhý pilot se katapultoval s lehkými zraněními. Mezi další ztráty v blízkosti základny patří F-16 z 349. perutě, která 8. ledna 2002 vzplanula a havarovala při přiblížení, a letoun 31. perutě ztracený při srážce s ptákem těsně po nárazu a odletu na základnu 16. srpna 2012; oba piloti se katapultovali.

Tyto podrobnosti pocházejí z jediného zdroje nadšenců, nikoli z publikovaných vyšetřovacích zpráv, a jsou zde uvedeny s touto výhradou. Srážky s ptáky i nadále představují riziko: 30. května 2022 provedl v Ostende preventivní přistání letoun F-16 společnosti Kleine-Brogel, zasažený ptákem na nose. Stejně tak lasery. V dubnu 2018 muž v Hechtelu posvítil laserem na letoun F-16 přilétající do Kleine-Brogel; odvolací soud v Antverpách potvrdil jeho odsouzení 17. prosince 2020 pokutou a šestiměsíčním podmíněným trestem.

Základna se přestavuje pro letouny F-35A. V září 2020 vláda vyčlenila přibližně 300 milionů eur pro každou ze dvou stíhacích základen, přičemž pro každou z nich bude k dispozici prostor pro operační plánování, čtyři simulátory, hangár pro údržbu šesti letadel, 16 krytých přístřešků pro letadla, zóna rychlé reakce a bezpečnostní zařízení vybudovaná, jak uvedlo ministerstvo obrany, podle bezpečnostních kritérií požadovaných Američany. Konsorcium vedené Janem De Nulem spolu se společnostmi Arcadis a Burns & McDonnell získalo v dubnu 2022 zakázku na projektování, výstavbu a údržbu obou základen.

Výkopové práce v Kleine-Brogel byly zahájeny 30. května 2024, po Florennes, a komplex má být v provozu v roce 2027. V září 2026 server Aviation24.be informoval o sedmi belgických letounech F-35A ve Florennes a osmi dalších na letecké základně Luke, přičemž další čtyři se očekávají v první polovině roku 2027 a jsou určeny pro Kleine-Brogel. Letouny F-16 mají být postupně vyřazeny přibližně do roku 2028; zda OCU přechod přežije, není v konzultovaných zdrojích uvedeno.

Bezpečnost se stala veřejným problémem. Dne 14. října 2018 na základně omylem přistálo lehké letadlo mířící na nedaleké letiště Zwartberg. Od 31. října do 4. listopadu 2025 byly nad Kleine-Brogel několik nocí hlášeny drony; 2. listopadu byly čtyři sledovány na sever směrem k Nizozemsku, zatímco je pronásledoval policejní vrtulník a rušička je nedokázala zastavit. Ministr to označil za jasnou misi zaměřenou na základnu a vláda poté v rámci širšího plánu proti dronům objednala ruční rušičky v hodnotě přibližně 2,8 milionu eur.