Thornhill surgió del programa de entrenamiento de vuelo del Imperio. Wikipedia registra que en 1939 un comité inspeccionó tres emplazamientos cerca de Gwelo, como se escribía entonces Gweru, para un aeródromo del grupo de entrenamiento de la Commonwealth; los primeros edificios se levantaron en 1941 y el entrenamiento oficial comenzó en marzo de 1942. Fue una de las bases del Grupo de Entrenamiento Aéreo de Rodesia, que instruía a tripulaciones aéreas de toda la Commonwealth y sus aliados en los cielos despejados de la colonia.

Wikipedia cifra en 1810 el número de pilotos entrenados en Thornhill durante la guerra. Tras 1945, la RAF permaneció allí. Las dos fuentes consultadas aquí discrepan sobre la fecha de su partida: Wikipedia sitúa el último desfile de graduación de la RAF, en el que se arrió la bandera, el 6 de agosto de 1953; la página web de historia de los veteranos de Rodesia afirma que la RAF operó aviones Harvard desde Thornhill hasta el cierre de la base en 1955, cuando fue asumida por la Real Fuerza Aérea de Rodesia. La lista de comandantes de la base, elaborada por los veteranos, comienza con el comandante de escuadrón Doug Whyte en noviembre de 1955.

Cuando la Real Fuerza Aérea de Rodesia tomó el control, Thornhill era un aeródromo con pistas de hierba y motores de pistón. Según el sitio web de los veteranos, entre 1956 y 1957 el gobierno construyó una pista de aterrizaje, una calle de rodaje y plataformas de estacionamiento, además de una nueva torre de control y un radar, para que allí se pudiera realizar el entrenamiento de aviones a reacción. Wikipedia sitúa el inicio de la construcción de las pistas de asfalto y las plataformas de hormigón en 1956, y el primer aterrizaje en la nueva pista, realizado por un Vampire, el 11 de diciembre de 1957; el radar de aproximación terrestre se instaló en diciembre de 1958.

El entrenamiento se trasladó con el hormigón. La Unidad de Servicio Corto N.° 9 realizó el primer curso de la Escuela Básica de Vuelo en Thornhill en 1956 antes de trasladarse a New Sarum para el trabajo avanzado, y la Unidad de Servicio Corto N.° 10, entre 1957 y 1958, fue el primer curso en completar todo su entrenamiento allí. Al final de la Guerra de la Selva, Thornhill albergaba cuatro escuadrones: el N.° 1 con 12 Hunter FGA.9, el N.° 2 con Vampires, el N.° 4 con Trojans, Reims-Cessna Lynxes y SF.260W, y el N.° 6 con Provosts y SF.260C, según el artículo de Wikipedia sobre la Fuerza Aérea de Rodesia.

Dos años después de la independencia, la Fuerza Aérea de Zimbabue recibió ocho BAE Hawk T.60 en julio de 1982. La noche del 25 de julio, unos saboteadores atacaron las aeronaves en Thornhill. Según el artículo de Wikipedia sobre la Fuerza Aérea de Zimbabue, cuatro Hawks, nueve Hunters y un FTB-337G Lynx resultaron dañados: un Hawk fue declarado pérdida total, otro fue reparado en el lugar y dos fueron devueltos a British Aerospace para su reconstrucción. Las fuentes utilizadas para esta entrada no indican quién llevó a cabo el ataque, y aquí no se proporciona ninguna atribución.

Pakistán intervino. Según Wikipedia, la Fuerza Aérea de Pakistán entrenó a la mayoría de los nuevos pilotos zimbabuenses, ayudó a reconstruir Thornhill y cedió al Mariscal del Aire Azim Daudpota como Jefe del Estado Mayor del Aire entre 1983 y 1986. En 1986, año en que Josiah Tungamirai lo sucedió, la Fuerza Aérea de Zimbabue recibió aviones F-7 chinos, los primeros aviones supersónicos que Zimbabue ha pilotado; actualmente, el Escuadrón N.º 5 los opera desde Thornhill.

Tras las sanciones occidentales que interrumpieron el suministro de repuestos para los Hawk a principios de la década de 2000, Zimbabue compró 12 aviones de entrenamiento a reacción Hongdu K-8 a China, entregados en 2006. El artículo de Wikipedia sobre Thornhill los sitúa en el Escuadrón n.º 2, junto con los F-7 del n.º 5 y los entrenadores básicos SF.260 del n.º 6, y cita a Jane's Defence Weekly sobre un centro de simulación que costaba alrededor de 41,5 millones de dólares estadounidenses y que estaba en construcción en septiembre de 2006.

Volar desde Thornhill tiene un alto precio. Un K-8 se estrelló contra las viviendas de los militares casados en la base el 5 de septiembre de 2008, matando a ambos pilotos (Wikipedia). Military Africa registra pérdidas de SF.260 en octubre de 2018 en la base, en noviembre de 2020 cerca de Somabhula, en febrero de 2023 cerca del Mlezu College y el 9 de septiembre de 2025 justo después del despegue. Solo en 2025, un aprendiz de K-8 murió cerca de Guinea Fowl en febrero y un piloto de F-7 en la carretera Gweru-Mvuma en mayo, según NewZimbabwe. En cada caso, la fuerza aérea anunció una comisión de investigación; las conclusiones no se han publicado en las fuentes consultadas.

En noviembre de 2017, el gobierno publicó en la gaceta oficial el Instrumento Legal 138, que renombraba cuarteles y bases en honor a héroes nacionales. Thornhill pasó a llamarse Base Aérea Josiah Tungamirai, en honor al excomisario de ZANLA que dirigió la AFZ de 1986 a 1992; Fylde, cerca de Chegutu, pasó a llamarse Base Aérea Jason Ziyapapa Moyo.