Námořnictvo znovu získalo kontrolu nad svými letadly od RAF v roce 1939 a náhle potřebovalo vlastní letiště. Letecká divize admirality v tom roce obsadila 417 akrů poblíž Ilchesteru. Terén byl těžký a mokrý a problémy s odvodněním znamenaly, že ranveje, jeden hlavní pás o délce 3 645 stop a tři o délce 3 000 stop, byly dokončeny až v roce 1941, ačkoli Wikipedie uvádí velitele, kapitána Harryho Murray-Smitha, od března 1940. Luftwaffe od roku 1940 stanici několikrát zaútočila.

Jejím prvním úkolem byl výcvik. Po bombardování Fordu se z RNAS Ford přesunula 750. námořní letecká peruť, následovaly 751. a 752. perutě a byla zřízena Námořní letecká stíhací škola; pro leteckou střelbu byla zformována 794. peruť. Společnost Westland, jejíž továrny se nacházely několik mil daleko v Yeovilu, postavila na tomto místě opravárenské zařízení. V květnu 1943 se zde nacházela 827. peruť s letouny Albacore a stala se první perutí, která obdržela Barracudy ve skutečném počtu. Do roku 1942 bylo letiště tak přeplněné, že byly v Charltonu, Horethorne a Henstridge otevřeny satelity s radarovým střediskem pro určování směru letu ve Speckington Manor. Po válce se Yeovilton stal demobilizačním centrem.

V roce 1952 se Yeovilton stal pobřežní základnou pro stíhačky amerického námořnictva do každého počasí a Taylor Woodrow v roce 1952 a znovu v roce 1957 prodloužil ranveje pro tryskové letouny. Sea Venom ustoupil Sea Vixen a v roce 1969 Phantomu FG1: 892. námořní letecká peruť byla na konci března 1969 uvedena do provozu jako první operační jednotka Royal Navy Phantom. Yeovilton používala jako svůj první domov, než se přesunula na základnu RAF Leuchars ve Fife. Během přípravy se tři z jejích letadel zúčastnily transatlantických leteckých závodů v roce 1969 a jedno z nich stanovilo rekord v přeletu ze západu na východ s časem 4 hodiny 46 minut, který platil pět let.

Konec velkých letadlových lodí v 70. letech 20. století mohl ukončit roli Yeoviltonu v první linii. Místo toho se sem z Lee-on-Solent přesunul vlajkový důstojník Námořního leteckého velitelství (Flag Officer of Naval Air Command), zde však sídlily vrtulníkové letky komanda (Wessex HU5, poté Sea King HC4) a v roce 1979 dorazil první sériově vyráběný Sea Harrier pro 700. letku námořního letectva, zkušební jednotku. V březnu 1980 se z ní stala 899. letka, pobřežní velitelství tohoto typu, a na letišti byl postaven skokanský můstek pro výcvik. Po 27 let zde sídlila každá frontová letka Sea Harrierů, 800., 801. a 899., dokud nebyl tento typ 29. března 2006 stažen z provozu a letky rozpuštěny.

V rámci revize obrany z roku 2010 bylo rozhodnuto, že transportní vrtulníky Merlin HC3 od RAF přejdou k námořnictvu, aby nahradily stárnoucí Sea King HC4. Posádky námořnictva se v roce 2012 připojily k jednotkám RAF Merlin v Bensonu; 30. září 2014 byla 78. peruť RAF při slavnostním předávání rozpuštěna a její místo zaujala 846. námořní letecká peruť. 846. peruť se 26. března 2015 přesunula do Yeoviltonu, 848. peruť byla krátce obnovena, aby létala s posledními vrtulníky Sea King, které byly vyřazeny z provozu v březnu 2016, a 845. peruť opustila Benson a 16. června 2016 se přesunula z Bensonu do Yeoviltonu. Merliny byly od té doby modernizovány na standard HC4 a HC4A, optimalizovaný pro obojživelné operace z lodí.

Zároveň se Yeovilton stal základnou pro Wildcaty. 700. letka byla zformována jako polní jednotka v květnu 2009, první Wildcaty HMA2 dorazily v lednu 2013, 825. letka byla zformována v červenci 2014 a poslední z 28 námořních Wildcatů byl dodán v říjnu 2016; Lynx HMA8 opustil službu v březnu 2017. V rámci programu Army 2020 sem armádní letecký sbor od října 2015 přivezl svou flotilu Wildcatů AH1. Program WINFRA v hodnotě 150 milionů liber financoval nové budovy letek, jídelny a 508 jednolůžek. Dne 30. června 2026 byl v rámci investičního plánu pro obranu oznámen obranný investiční plán, že AH1 bude od roku 2027 vyřazen z provozu a že námořní Wildcaty budou nakonec nahrazeny autonomními letadly.

Muzeum Fleet Air Arm Museum bylo v Yeoviltonu otevřeno v květnu 1964 a nyní se označuje za největší evropskou sbírku námořního letectva: více než 90 letadel a 30 000 artefaktů ve čtyřech halách s výhledem na funkční letiště. Jeho cennou civilní expozicí je Concorde 002, první Concorde postavený v Británii, který podle muzea létal před padesáti lety. V roce 2023 byla hala 4 přestavěna na maketu letové paluby HMS Ark Royal, jak vypadala v 70. letech 20. století. V roce 2025 muzeum napočítalo 80 338 návštěvníků.

Stanice také uchovávala leteckou historii námořnictva ve vzduchu. Historická letka Královského námořnictva (Royal Navy Historic Flight), zřízená v Yeoviltonu v roce 1972 pro létání s letouny Swordfish, Sea Fury, Firefly a Sea Hawk, ukončila provoz 31. března 2019; její čtyři letadla v hodnotě přibližně 1,81 milionu liber byla předána Fly Navy Heritage Trust a nyní létají v civilním rejstříku jako Navy Wings. Letecký den v Yeoviltonu, který se koná každý červenec s leteckými ukázkami a výsadkem vrtulníku, se naposledy konal v roce 2019, uvádí Wikipedie.