De militaire luchtvaart in Eskişehir begint met de vliegschool. Na de Onafhankelijkheidsoorlog hergroepeerde de jonge republiek haar verspreide luchtmachteenheden en in 1925 werden twee vliegtuigcompagnieën naar Eskişehir verplaatst, waar de vliegschool werd gereorganiseerd, aldus de Türkiye Maarif Encyclopedia. Het Engelstalige Wikipedia-artikel over de Air Force Academy dateert de verplaatsing naar 1926 en noemt kapitein Muzaffer Göksenin als de eerste directeur; de bronnen verschillen echter een jaar, dus het begin kan het beste worden aangegeven als 1925-1926.

De school leidde de generatie op die de luchtmacht van de Republiek opbouwde. Vanaf 1932 werden de luchtregimenten als een aparte gevechtsmacht beschouwd en trainden ze hun eigen personeel. Eskişehir was de thuisbasis van het 1e Vliegtuigregiment, en het was hier dat Sabiha Gökçen, de adoptiedochter van Atatürk, in 1936-1937 een speciale cursus van elf maanden volgde aan de Tayyare Mektebi, gevolgd door zes maanden oorlogspilotenopleiding bij het regiment.

Gökçen wordt in Turkije gevierd als de eerste vrouwelijke militaire piloot. Haar verleden kent echter ook een duistere kant die niet mag worden overgeslagen: in 1937 vloog ze mee in de operaties bij Dersim, een campagne waarbij een groot aantal burgers om het leven kwam en waarvoor de Turkse staat in 2011 zijn excuses aanbood. Het volledige dossier van de Turkse luchtmacht bevat deze geschiedenis.

De scholen in Eskişehir werden samengevoegd met de Luchtmachtacademie, die op 1 oktober 1951 van start ging met 58 cadetten (Türkiye Maarif Encyclopedia). De eerste 56 afgestudeerden werden op 30 augustus 1953 tot officier benoemd. Op 17 september 1954 verhuisde de academie naar İzmir en op 4 juli 1967 naar Yeşilyurt in Istanbul. De rol van Eskişehir veranderde van het opleiden van piloten naar het samenwerken met hen in de strijd.

Toen Turkije in 1952 toetrad tot de NAVO, versnelde de modernisering van zijn luchtmacht en werden de gevechtseenheden gegroepeerd in genummerde tactische luchtmachteenheden. Eskişehir werd het hoofdkwartier van de 1e Tactische Luchtmacht, later het 1e Luchtmachtcommando; het Wikipedia-artikel over de stad zelf beschrijft de basis als het commandocentrum van Turkijes eerste tactische luchtmachthoofdkwartier aan de zuidelijke flank van de NAVO tijdens de Koude Oorlog.

De NAVO had hier ook een gecombineerd luchtoperatiecentrum. CAOC 6 in Eskişehir was een van de regionale luchtverkeersleidingscentra van de alliantie tot 2013, toen de verantwoordelijkheid werd overgedragen aan het CAOC in Torrejón in Spanje als onderdeel van de hervorming van de commandostructuur van de NAVO. Het Turkse nationale centrum, bekend onder de Turkse afkorting BHHM (Birleştirilmiş Hava Harekât Merkezi, Gecombineerd Luchtoperatiecentrum), bleef in Eskişehir en bleef het luchtbeeld voor het Turkse luchtruim opbouwen.

In 2014 werden de oude genummerde luchtmachteenheden samengevoegd. Op 5 augustus 2014 werd het Commando Gevechtsluchtmacht en Luchtdoelraketverdediging opgericht om de gevechtseenheden onder één hoofdkwartier te brengen. Dit hoofdkwartier is gevestigd in Eskişehir. De Engelstalige Wikipedia-artikelen verschillen van mening over de details: het ene artikel stelt dat beide commando's al in Eskişehir gevestigd waren, het andere dat het hoofdkwartier daarheen verhuisde vanuit Diyarbakır na de couppoging van 2016. Wat wel vaststaat, is dat de basis tegenwoordig het operationele brein van de Turkse gevechtsluchtmacht is.

Die rol verklaart waarom het 1e Hoofdstraaljagerbasiscommando meer is dan alleen een vliegbasis. Het vliegveld, het operationeel centrum en de commandostaf bevinden zich op één locatie. In de nacht van 15 juli 2016 was die concentratie van belang: het was op de radars van de Eskişehir BHHM dat de ene na de andere onverklaarbare, ongecontroleerde vlucht verscheen, zoals Sedat Ergin later in Hürriyet schreef.

De Phantom arriveerde als eerste in Eskişehir. De infrastructuur van de 1e Hoofdstraaljagerbasis werd gemoderniseerd en het eerste paar F-4E's landde op 30 augustus 1974, de Dag van de Overwinning, enkele weken na de Turkse interventie op Cyprus. Datzelfde jaar volgden er nog zes. Op 5 februari 1975 staakten de Verenigde Staten de leveringen vanwege het wapenembargo tegen Cyprus; de resterende vliegtuigen van de eerste batch arriveerden pas nadat het embargo was opgeheven, aldus The Unit Report.

Er volgden nog meer series: 32 F-4E's en acht RF-4E's tussen 1978 en 1979, tweedehands toestellen van de USAF en de Air National Guard in de jaren 80, nog eens 40 na de Golfoorlog en RF-4E's van de Duitse Luftwaffe vanaf 1992. Op het hoogtepunt vlogen acht Turkse squadrons met dit type, waarvan drie in Eskişehir: 111, 112 en 113 Filo, de laatste een verkenningseenheid met de RF-4E.

De vliegtuigen die nog steeds vliegen, zijn de F-4E 2020 Terminator. Israel Aerospace Industries won in augustus 1995 een contract ter waarde van naar verluidt 600 miljoen dollar voor de modernisering van 54 vliegtuigen; de werkzaamheden begonnen in januari 1997, 26 toestellen werden in Israël gemodificeerd en 28 in Turkije, en de eerste werden op 27 januari 2000 in gebruik genomen met de nummers 111 en 171 Filo. In 2006 moderniseerden het revisiecentrum van de luchtmacht in Eskişehir en ASELSAN nog eens 16 F-4E's in het kader van het Şimşek (Bliksem) project.

De laatste jaren van de Phantom waren zwaar. Zes vliegers kwamen om het leven bij crashes met Turkse Phantoms tussen 24 februari en 5 maart 2015, waarvan twee in een F-4E die was opgestegen vanaf Eskişehir. De RF-4E werd op 12 maart 2015 uit dienst genomen. Tegenwoordig vliegen alleen 111 Filo en het 401 test squadron nog met de F-4E 2020, beide gestationeerd in Eskişehir. Het Unit Report verwacht dat het type tot ongeveer 2030 in gebruik zal blijven, waarna het zal worden vervangen door de KAAN, de F-16 Block 70 of de Eurofighter Typhoon.

401 Test Filo, bijgenaamd Rüya (Droom), is het test- en evaluatiesquadron van de luchtmacht. De Engelstalige Wikipedia beschrijft de taak van het squadron als het testen van lokaal geproduceerde en ontwikkelde wapens en munitie. Een documentaire van CNN Türk uit juni 2019 liet zien hoe het squadron nieuwe nationale wapensystemen integreerde en testte op gevechtsvliegtuigen. F-16.net vermeldt het squadron op F-16C/D's van de Blocks 30 en 40; The Unit Report meldt dat het ook met de F-4E 2020 vliegt.

Het best gedocumenteerde werk van het squadron is het GÖKTUĞ-programma van TÜBİTAK SAGE, dat de langeafstandsraket GÖKDOĞAN met radargeleiding en de korteafstandsraket BOZDOĞAN met infraroodgeleiding produceerde. In september 2020 meldde het Ministerie van Defensie dat testvluchten werden uitgevoerd door het 401 Test Squadron met ondersteuning van het 101 Air Refuelling Squadron. Het project was in 2013 gestart en was bedoeld voor de F-16.

Eskişehir is ook een industriestad voor de luchtvaart. In het Wikipedia-artikel over de stad wordt het de locatie genoemd van de eerste luchtvaartindustrie van Turkije, het Aeronautical Supply Maintenance Centre, het depot van de luchtmacht dat later de Şimşek Phantom-modernisering uitvoerde. Naast dit centrum staat TEI (TUSAŞ Engine Industries), opgericht in 1985 door TUSAŞ, GE Aerospace, de Stichting van de Turkse Strijdkrachten en de Turkse Luchtvaartvereniging.

TEI leverde in 1987 zijn eerste motoren en motoronderdelen en telt tegenwoordig meer dan 3.600 werknemers en realiseert een jaarlijkse export van meer dan 485 miljoen dollar. Het bedrijf werkt aan motormodules voor civiele programma's zoals LEAP en GE9X. Het hoofdkantoor is gevestigd aan de ringweg van Eskişehir in de wijk Tepebaşı. De stad die ooit de Turkse piloten opleidde, produceert nu dus ook onderdelen voor de motoren waarmee ze vliegen.

De couppoging van 15 juli 2016 werd deels in de lucht uitgevochten, en Eskişehir stond aan de kant van de regering. De coupplegers namen het luchtmachtoperatiecentrum in Ankara in en controleerden Akıncı, Kayseri Erkilet, İncirlik, Balıkesir en Denizli-Çardak. Het gecombineerde luchtoperatiecentrum in Eskişehir, schreef columnist Sedat Ergin van Hürriyet, bleef grotendeels in handen van officieren die loyaal waren aan de grondwet en aan de commandant van de luchtmacht, generaal Abidin Ünal.

Ünal zelf was niet vrij. Hij werd onder bedreiging met een vuurwapen ontvoerd tijdens de bruiloft van de dochter van generaal Mehmet Şanver, commandant van het gevechtsluchtcommando van Eskişehir, aan de Anatolische kant van Istanbul. Staatsgreepstrijders arriveerden in vijf helikopters, namen de gasten in gijzeling en vlogen de commandanten naar de Akıncı-basis in Ankara, het hoofdkwartier van de couppoging, zo meldde de krant Hürriyet op 18 juli 2016.

Volgens Ergins reconstructie werd om 23:51 uur telefonisch een instructie gedicteerd aan Eskişehir, die vervolgens aan alle eenheden werd doorgegeven: het operationeel centrum van de luchtmacht was overgenomen en alle bevelen moesten van de commandant van de luchtmacht via het operationeel centrum van Eskişehir komen. De hele nacht vochten de twee centra om het Turkse luchtruim, waarbij Eskişehir toestemming weigerde en probeerde de landingen van de tankvliegtuigen en transportvliegtuigen van de samenzweerders te blokkeren.

Ergin beschrijft de dialogen van die nacht als een strijd tussen het operationeel centrum in Ankara en dat in Eskişehir om de controle over het Turkse luchtruim, waarbij Ankara er alles aan deed om vliegtuigen de lucht in te krijgen en Eskişehir probeerde dat te belemmeren. In de reorganisatie die volgde op de couppoging, meldt F-16.net dat het 113e Filo van Eskişehir de tradities van Akıncı's ontbonden 142e Filo overnam.

Het operationeel centrum van Eskişehir heeft ook diplomatieke functies vervuld. Toen het door Turkije en Rusland bemiddelde staakt-het-vuren in Syrië op 30 december 2016 van kracht werd, meldde Hürriyet Daily News dat Turkije het staakt-het-vuren zou bewaken vanuit een centrum op de belangrijkste luchtmachtbasis van Eskişehir, en Rusland vanuit Hmeimim in Syrië. Een directe lijn verbond de twee. Groepen die door de VN-Veiligheidsraad als terroristisch worden aangemerkt, waaronder ISIL en al-Nusra, werden hiervan uitgesloten.

De verbinding werd binnen enkele weken getest. Op 9 februari 2017 doodde een Russische luchtaanval nabij al-Bab drie Turkse soldaten en raakten er elf gewond. Volgens een Turkse verklaring, geciteerd door Hürriyet Daily News, had de basis in Eskişehir, het aangewezen coördinatiecentrum, op 8 februari vastgesteld dat er een raket op geallieerde troepen was afgevuurd. Op 17 februari meldde de krant dat Turkije via de hotline tussen Eskişehir en Hmeimim actuele coördinaten van zijn troepen doorgaf om herhaling te voorkomen.

In oktober 2025 ontving de basis een ander soort bezoeker. Als onderdeel van de vertrouwensopbouwende maatregelen tussen Turkije en Griekenland bracht een delegatie van de 111e gevechtsvleugel van de Griekse luchtmacht in Nea Anchialos op 20 en 22 oktober een bezoek aan de 1e hoofdstraaljagerbasis in Eskişehir, zo meldde Hürriyet Daily News. Beide regeringen presenteren dergelijke bezoeken als onderdeel van de dooiperiode na 2023; hun standpunten over de geschillen in de Egeïsche Zee zelf blijven ongewijzigd.