In 1928 kocht de federale overheid op aanbeveling van kolonel Benjamin F. Fly 640 hectare grond buiten Yuma, en er werden tijdelijke onverharde landingsbanen aangelegd voor zowel militaire als civiele vliegtuigen. De Tweede Wereldoorlog transformeerde het veld tot Yuma Army Air Field: de bouw begon op 1 juni 1942 en de basis werd op 15 december 1942 in gebruik genomen. Vanaf januari 1943 gaf de 307th Single Engine Flying Training Group piloten les op AT-6 Texans; in 1944 schakelde de groep over op training met meermotorige vliegtuigen, zoals de Martin B-26 Marauder, en in november 1943 werd een flexibele schietopleiding geopend.

De vliegopleiding eindigde op 23 april 1945, de schietopleiding op 31 mei en de basis sloot op 1 november 1945. Op 1 januari 1954 werd de basis heropend door het Luchtverdedigingscommando. De 4750e Trainingsvleugel (Luchtverdediging) vloog met F-86D Sabres, F-94C Starfires, T-33's en B-45 doelsleepvliegtuigen, en de basis organiseerde van 1954 tot 1956 jaarlijkse schietwedstrijden van de luchtmacht. Op 24 augustus 1954 werd de naam gewijzigd in Yuma Air Force Base en op 13 oktober 1956 in Vincent Air Force Base, vernoemd naar brigadegeneraal Clinton D. Vincent, die in 1955 was overleden.

De jaren bij de luchtmacht lieten ook een radar-erfenis na. Van 1956 tot 1963 beheerde het 864th Aircraft Control and Warning Squadron een radarpost op de basis, aangeduid als SM-162, met AN/MPS-7 en AN/MPS-14 radarsystemen. De marine maakte al gebruik van het terrein vóór de overdracht: de Fleet Air Gunnery Unit Pacific verhuisde erheen vanuit Naval Air Station El Centro vóór juli 1958 en organiseerde jaarlijkse Naval Air Weapons Meets in de woestijn, een eerste kennismaking met de rol die Yuma nog steeds speelt als oefenterrein voor alle soorten marinevliegtuigen.

De luchtmacht droeg de basis op 1 januari 1959 over aan de marine en het 4750e squadron werd op 15 juni opgeheven; het Korps Mariniers nam de basis datzelfde jaar over, en de Fleet Air Gunnery Unit Pacific was al vóór juli 1958 vanuit El Centro naar Yuma verhuisd. De basis werd op 20 juli 1962 hernoemd tot Marine Corps Air Station Yuma (Vincent Field).

In de jaren zestig, zeventig en begin jaren tachtig trainde VMFAT-101 hier bemanningen van de F-4 Phantom van de mariniers, de marine en geallieerde strijdkrachten, voordat het naar El Toro verhuisde. Vanaf de jaren tachtig werd Yuma de belangrijkste basis voor de AV-8B Harrier II van Marine Aircraft Group 13; VMA-211, het squadron dat Wake Island in december 1941 verdedigde, arriveerde op 10 december 1987. Op 14 september 2012 verloor het squadron zes Harriers die werden vernietigd en twee die zwaar beschadigd raakten tijdens de Taliban-aanval op Camp Bastion in Afghanistan, en de commandant, luitenant-kolonel Christopher K. Raible, was een van de twee mariniers die daarbij om het leven kwamen.

Het Korps Mariniers wees Yuma aan als de eerste operationele basis voor de F-35B, de versie van de Lightning II met korte start- en verticale landingscapaciteiten. Het eerste toestel arriveerde op 16 november 2012 en op 20 november werd VMFA-121 hernoemd en ontving het zijn eerste drie toestellen. Het was het eerste operationele F-35-eskader binnen de Amerikaanse strijdkrachten. VMFA-121 verliet Yuma op 9 januari 2017 en arriveerde op 18 januari in Iwakuni in Japan, waarmee het het eerste F-35B-eskader werd dat permanent in het buitenland gestationeerd werd.

VMA-211 volgde: de laatste Harrier-vlucht vond plaats op 6 mei 2016, de eerste twee F-35B's werden op 9 mei geleverd en op 30 juni 2016 werd het squadron VMFA-211. Op 27 september 2018 voerde een van de toestellen, afkomstig van de USS Essex, een aanval uit op een Taliban-positie in Afghanistan. Dit was het eerste gevechtsinzet van een Amerikaanse F-35. Wikipedia vermeldt tegenwoordig vier F-35B-squadrons op Yuma: VMFA-211, VMFA-214, VMFA-122 en VMFA-225.

Wat Yuma onderscheidt van de andere Marinevliegbasissen is wie er traint. MAWTS-1 verzorgt de Weapons and Tactics Instructor-cursus voor alle tactische luchtvaarteenheden van de Marine, en de schietbanen van de basis, de Chocolate Mountain Aerial Gunnery Range en de Barry M. Goldwater Range met een aanvullend veld dat door de basis wordt beheerd, bieden de mogelijkheid om grootschalige oefeningen met scherpe wapens uit te voeren.

VMX-1 test de F-35B, MV-22, CH-53, AH-1Z, UH-1Y en RQ-21B voor de operationele strijdkrachten, en het reserve squadron VMFT-401 vliegt met F-5N Tiger II's als tegenstanders voor Amerikaanse en geallieerde bemanningen. De basis beslaat ongeveer 1200 hectare vlakke woestijn en staat op de lijst van Superfund-locaties vanwege verontreinigde bodem en grondwater.