La presencia de Chile en la Antártida depende de las aeronaves que operan desde Punta Arenas. El aeródromo chileno más cercano sobre el hielo, Teniente Rodolfo Marsh Martín, en la isla Rey Jorge, se encuentra a unos 1250 km al sur. Se trata de una pista de grava de 1292 por 39 m, ubicada junto a la base aérea Presidente Eduardo Frei Montalva, y en 2024 registró 798 operaciones aéreas y 17 597 pasajeros. En octubre de 2025 se inició la reconstrucción de la pista, con un costo de 19 millones de dólares estadounidenses.

Más al sur, los Twin Otter del Grupo 6 dan servicio a la estación polar conjunta Glaciar Unión, situada a 3000 km de Punta Arenas y a 1129 km del Polo Sur, donde el AIP (Plan de Información Aeroespacial) registra una pista de hielo azul de 3000 m. La temporada 2025-26 comenzó el 26 de noviembre de 2025, y los Twin Otter transportaron a científicos al Monte Vinson y a las balizas de flujo de hielo.

En septiembre de 2026, la FACh anunció planes para la adquisición de cinco aviones de transporte Beechcraft King Air 350 y 360 para reforzar la conexión con la Antártida; tres de ellos tendrían su base en Punta Arenas y uno sería financiado por el gobierno regional de Magallanes.

A las 16:55 hora local del 9 de diciembre de 2019, el Lockheed C-130 Hercules 990 despegó de Punta Arenas con destino a la base de Frei con 17 tripulantes y 21 pasajeros: 15 miembros de la Fuerza Aérea, tres soldados del Ejército, dos civiles de una empresa contratista y un estudiante de la Universidad de Magallanes. Se perdió el contacto a las 21:13 UTC sobre el Paso Drake.

Aviones y buques de Chile, Argentina, Brasil, Reino Unido, Estados Unidos y Uruguay participaron en la búsqueda en alta mar. Los restos del avión, incluyendo el fuselaje y restos humanos, fueron encontrados el 12 de diciembre a unos 27 km de la última posición conocida. El jefe de la Fuerza Aérea, el general Arturo Merino, declaró que todos los ocupantes habían fallecido; la causa era desconocida y, posteriormente, afirmó que tal vez nunca se llegaría a saber.

Las fuentes discrepan sobre el tipo de aeronave: el artículo sobre el accidente identifica al vuelo 990 como un C-130H, mientras que la lista de accidentes de C-130 de Wikipedia lo identifica como un KC-130R. No se encontró ninguna conclusión oficial definitiva en las fuentes consultadas.

El Grupo 12 se hizo cargo de los F-5E/F Tigre III del Grupo 7 en Antofagasta en 2010, convirtiendo a Punta Arenas en la base de los aviones que habían llegado a Chile en 1976. En septiembre de 2026, la FACh confirmó que serían retirados entre 2030 y 2035; aún no se había elegido un reemplazo.

El extremo sur es también donde la fuerza aérea entrena para condiciones climáticas adversas. A partir del 21 de septiembre de 2026, cinco F-16C/D Block 50 del Grupo 3 volaron a Chabunco desde Iquique con un avión cisterna KC-135E para realizar 20 días de entrenamiento con el Grupo 12; uno de ellos fue fotografiado con una cápsula de reconocimiento israelí RecceLite, y un E-3D Sentry voló desde Santiago para unirse a ellos. La FACh indicó que el objetivo era preparar a las tripulaciones para operar en geografía y condiciones climáticas adversas.

En 1982, durante la guerra de las Malvinas entre Argentina y el Reino Unido, Chile se mantuvo oficialmente neutral. Wikipedia, resumiendo los relatos británicos, afirma que Londres planeó la Operación Folklore para estacionar dos Canberra PR.9 de la RAF con distintivos chilenos en la base aérea de Punta Arenas, pero la abandonó tras filtraciones a la prensa; los Canberra solo llegaron hasta Belice.

El aeródromo de Punta Arenas cuenta con tres pistas, más que cualquier otra base en esta lista: la 07/25 de 2790 m y la 12/30 de 2400 m, ambas de asfalto, y una 01/19 de hormigón de 1677 m. El AIP indica que la autoridad de aviación civil es el operador y señala los hangares de la fuerza aérea a 179 m del umbral de la pista 25, a una elevación de 43 m.

La Wikipedia en inglés enumera las unidades de la IV Brigada Aérea como los Grupos 6 y 12, el 23.er Escuadrón de Defensa Aérea, el 33.er Escuadrón de Telecomunicaciones y el 19.º Grupo de Exploración Antártica. En febrero de 2026, su personal sorprendió a tres hombres fotografiando el área de almacenamiento de armas con cámaras y un dron; un tribunal de Punta Arenas los liberó bajo ciertas condiciones.