De RAAF opende Williamtown op 15 februari 1941, en de reden daarvoor is volgens Wikipedia duidelijk: ter bescherming van de strategische haven en staalfabrieken in Newcastle. In de eerste jaren was het meer een trainings- en rekruteringsbasis dan een frontliniebasis. De Williamtown Flying School besloeg 62 gebouwen en huisvestte 366 officieren en manschappen. Verschillende squadrons die waren opgericht in het kader van het Empire Air Training Scheme werden hier gevormd voordat ze naar het buitenland vertrokken. De 4e Operationele Trainingseenheid opereerde vanaf oktober 1942 tot de ontbinding in april 1944.

Het vliegveld begon met vier startbanen van elk ongeveer 1100 meter. Wat de straaljagerperiode overleefde, was één startbaan, 12/30, die Defensie nu deelt met Newcastle Airport op basis van een leaseovereenkomst. Die regeling is ongebruikelijk voor een gevechtsvliegbasis aan het front, en het is een van de redenen waarom de geluidsoverlast en de vragen over landgebruik rond Williamtown evenzeer van civiele als van militaire aard zijn.

De status van Williamtown als Australische gevechtsvliegtuigbasis dateert uit de jaren 50. Squadron 77 werd hier op 4 januari 1955 operationeel en begon in november 1956 met de ontvangst van CAC Sabres; Squadron 3 werd op 1 maart 1956 in Williamtown heropgericht. Beide squadrons brachten later enkele jaren door in Butterworth in Malaya, en Williamtown werd de thuisbasis waar squadrons naar terugkeerden en van waaruit nieuwe vliegtuigtypen werden geïntroduceerd.

De Mirage III was de volgende stap. Squadron 77 vloog hier op 7 juli 1969 zijn eerste Mirage-missies na terugkomst uit Butterworth en behield het type tot 27 november 1987. De gevechtsopleiding werd verzorgd door No. 2 Operational Conversion Unit. Niet elke les was zonder slag of stoot: in de geschiedenis van Squadron 3 staat vermeld dat Wing Commander Vance Drummond in mei 1967 om het leven kwam tijdens luchtgevechtsmanoeuvres met No. 2 OCU.

De F/A-18 Hornet heeft Williamtown gemaakt tot wat het nu is. Wikipedia vermeldt dat de eerste twee Australische Hornets, A21-101 en A21-102, op 16 en 17 mei 1985 arriveerden en dat No. 2 OCU op 19 augustus 1985 begon met de eerste conversiecursus. No. 3 Squadron werd op 29 augustus 1986 de eerste operationele Hornet-eenheid en No. 77 Squadron ontving zijn eerste toestel op 29 juni 1987. No. 75 Squadron verplaatste zijn Hornets in mei 1988 naar Tindal in het noorden, waardoor Williamtown achterbleef met twee jachtvliegtuigeskaders en de trainingseenheid.

De vloot verloor vier vliegtuigen en hun piloten tussen 1987 en 1992, waaronder een met een DSTO-wetenschapper aan boord; drie van de vier stortten neer in Queensland, en de gebruikte bron plaatst geen van hen in Williamtown. Squadrons van Williamtown vlogen met de Hornet naar Diego Garcia in 2001-2002 en naar het Midden-Oosten; Squadron 3 werd ingezet voor Operatie Okra in april 2016. De officiële afscheidsceremonie van het type vond plaats in Williamtown op 29 november 2021, na bijna 408.000 vlieguren. Vijfentwintig toestellen gingen naar Canada (18 om te vliegen, zeven voor reserveonderdelen) voor CA$90 miljoen.

De milieuvergunning voor F-35-operaties werd op 17 juli 2015 verleend en de luchtmacht meldt dat de eerste F-35A in 2018 in Australische dienst werd genomen; Wikipedia vermeldt december 2018 als datum voor de eerste aankomst voor permanente stationering in Williamtown. Squadron 3 stopte eind 2017 met het vliegen met Hornets om over te schakelen en was in 2021 operationeel met de F-35A; Squadron 77 vloog zijn laatste Hornet-missie op 11 december 2020 en begon in januari 2021 met de omschakeling. Wikipedia geeft aan dat 56 van de 72 straaljagers hier gestationeerd zijn, de rest in Tindal.

Wonen naast een gevechtsbasis brengt kosten met zich mee. De luchtmacht stelt limieten aan nachtvluchten (tot 22.00 uur, 23.00 uur tijdens de zomertijd) en beperkt laagvliegen tot aangewezen luchtruim op ongeveer 200 km ten westen van de basis. Ernstiger was de ontdekking dat blusschuim dat op de basis werd gebruikt, het grondwater had verontreinigd met PFAS-chemicaliën; Wikipedia vermeldt collectieve rechtszaken van bewoners en aanhoudende nationale bezorgdheid. De schikkingsbedragen zijn niet bevestigd door een bron die voor deze dataset is geraadpleegd en worden hier niet vermeld.