Atsugi foi construída pela Marinha Imperial em 1938 e, em 1945, abrigava o 302º Grupo Aéreo Naval, encarregado de defender a área de Tóquio contra bombardeiros americanos. O artigo da Wikipédia sobre Atsugi afirma que o grupo abateu mais de 300 bombardeiros; esse número não é corroborado por outras fontes consultadas e deve ser tratado como uma afirmação, não como um fato. Seus caças noturnos incluíam o Nakajima J1N, que a Wikipédia descreve como mais eficaz contra B-24 e B-17 do que contra o B-29.

Quando o Imperador Hirohito anunciou a rendição em 15 de agosto de 1945, o comandante do grupo, Capitão Yasuna Kozono, recusou-se a aceitá-la. Seus pilotos imprimiram panfletos e os lançaram sobre a região de Kanto, conclamando à luta até o fim. A revolta durou apenas alguns dias: 33 pilotos abandonaram a base, e a Marinha Imperial prendeu Kozono e outros 69. Julgado por um tribunal militar por desobediência, Kozono foi condenado à prisão perpétua, pena reduzida para 20 e depois para 10 anos; recebeu liberdade condicional em dezembro de 1950 e foi anistiado em 1952.

Uma vanguarda americana desembarcou em Atsugi em 28 de agosto de 1945, e em 30 de agosto o General Douglas MacArthur saltou de sua aeronave para assumir o comando do Japão ocupado. Unidades da Força Aérea do Exército dos EUA utilizaram o campo até o início de 1946. Os Seabees da Marinha o reconstruíram em 1950 e ele foi reaberto como uma Estação Aeronaval em dezembro de 1950, a tempo para a Guerra da Coreia.

Durante a Guerra Fria, Atsugi foi a principal base aérea da Marinha dos EUA no Japão, dando suporte a porta-aviões na Coreia e no Vietnã. Aeronaves de reconhecimento U-2 operaram a partir dali desde pelo menos 1957, e Lee Harvey Oswald serviu como operador de radar da Marinha no Esquadrão de Controle Aéreo da Marinha 1 de setembro de 1957 a novembro de 1958. A presença americana também trouxe tragédia: em 27 de setembro de 1977, um RF-4B Phantom da Marinha, baseado em Atsugi, caiu em um bairro de Yokohama, matando dois meninos e, cinco anos depois, a mãe deles.

A Força Marítima de Autodefesa do Japão (JMSDF) chegou em 25 de junho de 1971 com um destacamento de Atsugi da 4ª Ala Aérea, e em 1973 a Força Aérea da Frota transferiu seu quartel-general de Shimofusa para cá. O aeródromo é compartilhado com a Marinha dos EUA desde então; os americanos o chamam de Base Aérea Naval de Atsugi.

O 3º Esquadrão da 4ª Ala Aérea, formado em 1962 com nove P2V-7 Neptunes, recebeu P-2Js em 1974 e P-3Cs em 1984. A ala também formou a primeira unidade de P-3C da Força Marítima de Autodefesa do Japão (JMSDF), o 6º Esquadrão, em 30 de março de 1983, e enviou os dois primeiros P-3Cs para o Djibuti para patrulhas antipirataria em 28 de maio de 2009. O Kawasaki P-1 chegou em 23 de março de 2015 e o último P-3C partiu em 29 de agosto de 2017, tornando o 3º Esquadrão o primeiro esquadrão operacional composto exclusivamente por P-1.

O equilíbrio mudou novamente em 2017-18, quando os esquadrões de asa fixa da Ala Aérea Embarcada 5 da Marinha dos EUA foram transferidos para Iwakuni, deixando apenas helicópteros do lado americano. Desde então, os P-1 da Força Marítima de Autodefesa do Japão (JMSDF) têm sido as principais aeronaves de asa fixa em Atsugi.

Atsugi está localizada em uma área densamente construída, e seus vizinhos lutam contra ela nos tribunais há décadas. A Wikipédia lista uma indenização de ¥2,75 bilhões concedida pelo Tribunal Distrital de Yokohama em 2002, ¥4,04 bilhões pelo Tribunal Superior de Tóquio em 2006 para 4.865 moradores, ¥7 bilhões pelo tribunal de Yokohama em 2014 e cerca de ¥9,4 bilhões pelo Tribunal Superior de Tóquio em 2015 para cerca de 6.900 moradores. Em 2016, a Suprema Corte confirmou as indenizações, mas anulou a proibição de voos noturnos por aeronaves das Forças de Autodefesa, imposta por um tribunal inferior. Uma quinta ação judicial, com a participação de mais de 6.063 moradores, foi movida em 2017.

Os protestos são mais antigos que os processos judiciais: em julho de 1988, cerca de 20.000 pessoas formaram uma corrente humana ao redor da base contra os exercícios noturnos de pouso de porta-aviões. Grande parte do ruído vinha dos jatos dos porta-aviões americanos, razão pela qual a transferência deles para Iwakuni era tão importante para os moradores locais quanto para a Marinha.