La base de Atsugi fue construida por la Armada Imperial en 1938 y, para 1945, albergaba al 302.º Grupo Aéreo Naval, encargado de defender la zona de Tokio contra los bombarderos estadounidenses. El artículo de Wikipedia sobre Atsugi afirma que el grupo derribó más de 300 bombarderos; esta cifra no está respaldada por las demás fuentes consultadas y debe considerarse una afirmación, no un hecho. Entre sus cazas nocturnos se encontraba el Nakajima J1N, que, según Wikipedia, era más eficaz contra los B-24 y B-17 que contra el B-29.

Cuando el emperador Hirohito anunció la rendición el 15 de agosto de 1945, el comandante del grupo, el capitán Yasuna Kozono, se negó a aceptarla. Sus aviadores imprimieron panfletos y los lanzaron sobre la región de Kanto, instando a que la guerra se librara hasta el final. La revuelta duró solo unos días: 33 pilotos abandonaron la base y la Armada Imperial arrestó a Kozono y a otros 69. Sometido a consejo de guerra por desobedecer órdenes, Kozono fue condenado a cadena perpetua, pena que se redujo a 20 y luego a 10 años; obtuvo la libertad condicional en diciembre de 1950 y fue amnistiado en 1952.

Un destacamento estadounidense aterrizó en Atsugi el 28 de agosto de 1945, y el 30 de agosto el general Douglas MacArthur descendió de su avión para tomar el mando del Japón ocupado. Unidades de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos utilizaron el aeródromo hasta principios de 1946. Los Seabees de la Armada lo reconstruyeron en 1950 y reabrió como base aeronaval en diciembre de ese mismo año, justo a tiempo para la Guerra de Corea.

Durante la Guerra Fría, Atsugi fue la principal base aérea de la Armada estadounidense en Japón, prestando apoyo a los portaaviones en Corea y Vietnam. Los aviones de reconocimiento U-2 operaron desde aquí al menos desde 1957, y Lee Harvey Oswald sirvió como operador de radar de la Infantería de Marina en el Escuadrón de Control Aéreo de la Infantería de Marina 1 desde septiembre de 1957 hasta noviembre de 1958. La presencia estadounidense también trajo consigo la tragedia: el 27 de septiembre de 1977, un RF-4B Phantom de la Infantería de Marina procedente de Atsugi se estrelló en un barrio de Yokohama, causando la muerte de dos niños pequeños y, cinco años después, la de su madre.

La Fuerza Marítima de Autodefensa de Japón (JMSDF) llegó el 25 de junio de 1971 con un destacamento de la 4.ª Ala Aérea en Atsugi, y en 1973 la Fuerza Aérea de la Flota trasladó su cuartel general aquí desde Shimofusa. Desde entonces, el aeródromo se comparte con la Armada de los Estados Unidos; los estadounidenses lo llaman Instalación Aeronaval de Atsugi.

El 3.er Escuadrón del 4.º Ala Aérea, formado en 1962 con nueve P2V-7 Neptune, recibió P-2J en 1974 y P-3C en 1984. El ala también formó la primera unidad de P-3C de la Fuerza Marítima de Autodefensa de Japón, el 6.º Escuadrón, el 30 de marzo de 1983, y envió los dos primeros P-3C a Yibuti para patrullas antipiratería el 28 de mayo de 2009. El Kawasaki P-1 llegó el 23 de marzo de 2015 y el último P-3C partió el 29 de agosto de 2017, convirtiendo al 3.er Escuadrón en el primer escuadrón operativo compuesto exclusivamente por P-1.

El equilibrio volvió a cambiar en 2017-18, cuando los escuadrones de ala fija del Ala Aérea Embarcada 5 de la Armada de los EE. UU. se trasladaron a Iwakuni, dejando solo helicópteros en el lado estadounidense. Desde entonces, los P-1 de la Fuerza Marítima de Autodefensa de Japón han sido las principales aeronaves de ala fija en Atsugi.

Atsugi se encuentra en una zona densamente poblada, y sus vecinos llevan décadas litigando en los tribunales. Wikipedia menciona una indemnización de 2750 millones de yenes otorgada por el Tribunal de Distrito de Yokohama en 2002, 4040 millones de yenes por el Tribunal Superior de Tokio en 2006 para 4865 residentes, 7000 millones de yenes por el Tribunal de Yokohama en 2014 y aproximadamente 9400 millones de yenes por el Tribunal Superior de Tokio en 2015 para unos 6900 residentes. En 2016, el Tribunal Supremo confirmó la indemnización, pero anuló la prohibición impuesta por un tribunal inferior sobre los vuelos nocturnos de aeronaves de las Fuerzas de Autodefensa. En 2017 se presentó una quinta demanda, a la que se unieron más de 6063 residentes.

Las protestas son anteriores a las demandas: en julio de 1988, unas 20.000 personas formaron una cadena humana alrededor de la base para protestar contra las prácticas de aterrizaje nocturno de portaaviones. Gran parte del ruido provenía de los aviones de los portaaviones estadounidenses, razón por la cual su traslado a Iwakuni era tan importante para los residentes locales como para la marina.