De Royal Air Force begon in 1939 met de ontwikkeling van een vliegveld in Butterworth, destijds in de provincie Wellesley, op basis van onderhoud en beheer. Het vliegveld werd pas in oktober 1941 officieel geopend als RAF Station Butterworth. Hugh Crowthers geschiedenis voor de RAAF Association is onomwonden over wat er daarna gebeurde: het station "was slecht voorbereid toen Japan de basis in december 1941 aanviel.""

Volgens het Wikipedia-artikel over de campagne in Malaya bombardeerden Ki-21-bommenwerpers van het 7e Hikodan-regiment Alor Star, Sungai Petani en Butterworth op de eerste dag van de invasie. Op die dag gingen zo'n 60 geallieerde vliegtuigen verloren, de meeste op de grond. De Blenheims van Squadron 62 waren vanuit Alor Star naar Butterworth verplaatst en werden op 10 december naar Taiping overgebracht. Het vliegveld werd op 20 december 1941 veroverd door eenheden van het Japanse 25e Leger en bleef tot september 1945 in Japanse handen.

De RAF keerde na de oorlog terug en hervatte de vliegactiviteiten in mei 1946. Vanaf 1950 was Butterworth een van de bases van de Far East Air Force in de Malayan Emergency, en Wikipedia vermeldt de oefenkampen en squadrons die er gebruik van maakten, van Venoms tot Bloodhound-raketten.

In 1957 sloot de RAF het station en droeg het vliegveld over aan Australië. De RAAF nam op 30 juni 1958 de formele controle over en Butterworth werd, volgens de RAAF zelf op haar basispagina, de enige permanente grote luchtmachtbasis die zij buiten Australië heeft beheerd. De Canberras van No. 2 Squadron arriveerden in juli 1958 en voerden, volgens Wikipedia, vrijwel direct formatiebombardementen uit op guerrilladoelen; ze bleven tot 1967, toen het squadron naar Phan Rang in Zuid-Vietnam verhuisde.

De basis heeft Butterworth en Penang ingrijpend veranderd. Malay Mail meldde in 2015 dat het aantal Australische militairen en hun gezinsleden in de jaren zeventig piekte op bijna 5.000, verspreid over het eiland in Tanjung Bungah, Tanjung Tokong en Batu Ferringhi. De basis had een ziekenhuis dat ook de lokale bevolking bediende, en het zaterdagavondprogramma van Radio RAAF Butterworth liet een generatie inwoners van Penang kennismaken met westerse popmuziek. Wikipedia vermeldt dat er op 9 mei 1962 een RAAF-school in Penang werd geopend, waarvan het aantal leerlingen in 1977 piekte op ongeveer 1.100.

Volgens Wikipedia ging de controle over de basis in 1970 over naar de Koninklijke Maleisische Luchtmacht en werd het terrein overgedragen aan de Maleisische overheid, maar de Australische aanwezigheid bleef groot: de scholen sloten pas in 1987 en 1988, toen de laatste gevechtsvliegtuigen vertrokken.

Australische gevechtsvliegtuigen arriveerden samen met de Canberras. Squadron 3 vloog vanaf 1958 met CA-27 Sabres vanuit Butterworth en nam samen met Squadron 77 deel aan de laatste jaren van de noodtoestand en aan Konfrontasi. Volgens Wikipedia stegen de twee squadrons vanaf augustus 1964 meerdere malen op toen MiG-21's van de Indonesische luchtmacht het Maleisische luchtruim naderden; de Indonesische vliegtuigen keerden altijd terug voordat ze de grens overstaken en er zijn geen gevechten geregistreerd.

De Mirage IIIO verving de Sabre in twee stappen. Squadron 75 arriveerde op 18 mei 1967 en Squadron 3, dat in Williamtown opnieuw was uitgerust, keerde in februari 1969 terug, toen Squadron 77 naar huis vertrok. De Mirages vlogen ook detachementen naar Tengah en Paya Lebar in Singapore. Squadron 75 trok zich in oktober 1983 terug naar Darwin en Squadron 3 vertrok in 1986 om het eerste Hornet-squadron van de RAAF te worden; wat overbleef werd Squadron 79, dat in mei 1988 vertrok en daarmee een einde maakte aan dertig jaar Australische gevechtsvliegtuigen in Butterworth.

Toen de Vijflandenovereenkomst inzake Defensie in 1971 van kracht werd, werd Butterworth de zetel van het Geïntegreerde Luchtverdedigingssysteem, het gezamenlijke commando voor de luchtverdediging van Maleisië en Singapore. Wikipedia merkt op dat het hoofdkwartier in 2001 werd omgedoopt tot Geïntegreerd Gebiedsverdedigingssysteem, nu gebruikmaakt van alle drie de krijgsmachtonderdelen van de vijf landen en wordt geleid door een Australische luchtmaarschalk; de bijdrage van het Verenigd Koninkrijk aan de staf bestaat uit vijf officieren en onderofficieren.

Het hoofdkwartier coördineert de jaarlijkse oefeningen Bersama Shield en Bersama Lima, waaraan tientallen vliegtuigen en schepen deelnemen. In september 2019 vlogen zes Typhoons van het II(AC) Squadron van de RAF en meer dan 200 manschappen naar Butterworth voor Bersama Lima 19, ondersteund door een Voyager-tanker. De RAAF heeft hier No. 19 Squadron en Detachment A van No. 92 Wing gestationeerd, en het Australische leger een infanteriecompagnie en een trainingsgroep.

Voor de Maleisische luchtmacht (RMAF) is Butterworth de noordelijke gevechtsbasis. Acht F/A-18D Hornets, allemaal tweezitters, werden tussen maart en augustus 1997 geleverd aan Squadron 18; drie daarvan namen deel aan de eerste luchtaanvallen op Lahad Datu in Sabah op 5 maart 2013. Wikipedia vermeldt ook de Hawks van Squadron 15 en de geleasede AW139-helikopters van Squadron 3 op de basis.

De vloot is klein en verouderd. Een Hornet ging verloren na een motorbrand op 21 augustus 2025, en een plan om de afgedankte F/A-18C/D's van Koeweit toe te voegen werd in februari 2026 geannuleerd. Daardoor blijft de KAI FA-50M, besteld in 2023, de volgende nieuwe jet. Het AIP (Airport Improvement Plan) geeft het vliegveld één landingsbaan van 2438 meter, 18/36, waarvoor voorafgaande toestemming vereist is voor elk niet-militair vliegtuig.