De geschiedenis van de 4e Wing, zoals die door het hoofdkwartier van de luchtmacht wordt beschreven, is een kaart van China in oorlogstijd. De 4e Groep werd op 16 oktober 1936 in Hangzhou opgericht en verplaatste zich in december van dat jaar naar Wuhan. Na de Japanse opmars trok de groep naar het noordwesten, naar Lanzhou, waar ze met door de Sovjet-Unie geleverde I-15's en I-16's het noordwesten van China verdedigde in 1941; in 1942 en 1944 gingen de bemanningen naar India om Amerikaanse P-40's en P-43's op te halen.

In december 1948 kreeg de groep het bevel naar Chiayi te gaan, vanwaar ze de terugtrekkende nationalistische troepen bij Dinghai, Hengyang en het eiland Hainan ondersteunde. De groep werd formeel georganiseerd als het 4e Wing op 14 januari 1953. Volgens de wing schoot kapitein Ouyang Yi-feng op 21 juli 1956 twee MiG-17's neer vanuit een F-84G; dit is de bewering van de wing, en er is geen verslag uit de Volksrepubliek China gevonden.

In de jaren vijftig was Chiayi ook een Amerikaanse basis. De Engelstalige Wikipedia, die de geschiedeniswebsite van Taipei Air Station citeert, vermeldt dat het 67e Fighter-Bomber Squadron van 27 januari tot 17 februari en opnieuw van 1 juli tot 1 oktober 1955 in Chiayi gestationeerd was, het 310e Fighter-Bomber Squadron vanuit Osan in maart 1955, en de Kentucky Air National Guard van 19 februari tot 1 maart 1958. Squadrons van de 51e Fighter-Interceptor Wing en de 18e Tactical Fighter Wing op Okinawa rouleerden tussen 1955 en 1968 om de 60 tot 90 dagen.

Die rotaties eindigden lang voordat de VS de Volksrepubliek China in 1979 erkenden. De civiele rol van Chiayi begon op 19 mei 1976, toen een vertrekhal op de luchtmachtbasis de luchthaven van Chiayi opende, die het vliegveld nog steeds deelt.

Taiwan kocht in 1992 150 F-16A/B's, en op 4 oktober 1997 begon de 4e Wing ermee te vliegen met haar 21e, 22e en 23e squadrons; op 1 november 2004 werden de oude 4e en 14e Groepen samengevoegd tot gevechtssquadrons. In het kader van het Phoenix Rising-programma, met een kostenplaatje van NT110 miljard, werden de F-16A/B's herbouwd tot F-16V-standaard met nieuwe radar en computers.

Op 18 november 2021 gaf president Tsai Ing-wen het startsein voor de eerste F-16V-gevechtseskader in Chiayi, bestaande uit 64 omgebouwde straaljagers. Ze vertelde de bemanningen: "Ongeacht welke indringing er ook plaatsvindt, jullie kunnen onmiddellijk opstijgen om ze te onderscheppen en te verdrijven." De modernisering werd in 2023 voltooid en Chiayi en Hualien delen nu de F-16V-vloot.

Het werk gaat in het openbaar door. In augustus 2024 hield de basis een open dag met F-16V's, Mirages, Black Hawks, een C-130 en een Patriot-batterij die te bezichtigen waren, en op 28 januari 2026 oefende de 4th Wing met de 795th Air Defense and Artillery Brigade snelle omschakelingen voor twee F-16V's, waarbij ze werden herbewapend met AIM-120- en AIM-9M-raketten en Sniper-pods.

De zwartste dag voor Chiayi in het F-16V-tijdperk was 11 januari 2022, toen een F-16V van de 4e Wing in zee stortte ten westen van Chiayi County en kapitein Chen Yi om het leven kwam, minder dan twee maanden nadat de wing met de nieuwe standaard in gebruik was genomen. De luchtmacht zette haar volledige F-16-vloot aan de grond; een aannemer baggerde dag en nacht de zeebodem af op zoek naar de cockpit en de vluchtregistrator, die werden geborgen en geanalyseerd. Op 20 januari 2022 stegen vier F-16V's op vanaf Chiayi toen het vliegverkeer werd hervat, hoewel de oorzaak nog niet was vastgesteld.

De basis huisvest ook de reddingseenheden van de luchtmacht. Volgens Wikipedia is de luchtreddingsgroep hier gestationeerd met S-70C-, UH-60M- en EC225-helikopters, de types die de luchtmacht gebruikt voor reddingsoperaties in de bergen, op zee en 's nachts. Ook kleinere incidenten maken deel uit van de geschiedenis: op 23 september 2021 trok het landingsgestel van een F-16V zich terug tijdens een pre-vluchtcontrole in Chiayi omdat een veiligheidsvergrendeling was verwijderd, wat de luchtmacht toeschreef aan onzorgvuldigheid van het grondpersoneel.