Аэродром Мархам был основан в августе 1916 года как место ночной посадки Королевского воздушного корпуса. В сентябре того же года туда прибыла 51-я эскадрилья для выполнения патрульных полетов в целях обороны территории от дирижаблей, и аэродром был закрыт в 1919 году. Строительство нынешней станции началось в 1935 году. Она открылась 1 апреля 1937 года как база для двух эскадрилий тяжелых бомбардировщиков. Сначала они летали на самолетах Fairey Hendon и Handley Page Harrow, а с 1939 года — на Vickers Wellington. Аэродром был расширен в 1942 году, и к Wellington присоединились Short Stirling и de Havilland Mosquito.

Истребители ’Москито» прибыли 29 сентября 1942 года, когда 105-я эскадрилья передислоцировалась из Хоршем-Сент-Фейт. К ней присоединилась 139-я эскадрилья, и две эскадрильи 2-й группы использовали одни и те же самолеты. 6 декабря 1942 года обе эскадрильи приняли участие в операции «Устрица», дневной атаке на завод Philips в Эйндховене. 30 января 1943 года три экипажа 105-й эскадрильи в 11:00 разбомбили здание берлинской радиостанции, как раз когда должен был выступать Геринг. Вторая волна бомбардировок из 139-й эскадрильи последовала за ними во второй половине дня. Обе эскадрильи «Москито» присоединились к легким ночным ударным силам «Пасфайндерс» с 1 июня 1943 года.

В 1944 году аэродром Мархам был закрыт для строительства трех бетонных взлетно-посадочных полос и новых зон рассредоточения. Главная взлетно-посадочная полоса имела длину 9000 футов, что значительно превышало стандартную схему военного времени. Центр авиационного наследия Королевских ВВС Мархам называет Мархам одним из четырех аэродромов, построенных для “сверхтяжелых бомбардировщиков”. По другим данным, количество аэродромов, построенных по этому расширенному плану, составляло два, а вторым был Скулторп. В конце 1940-х годов на новых взлетно-посадочных полосах размещались бомбардировщики B-29 Superfortress и B-50 ВВС США, в том числе самолеты для испытаний проекта «Руби».

В начале 1950-х годов Мархам эксплуатировал самолеты English Electric Canberra, а также был построен специальный склад для хранения атомного оружия. В 1956 году прибыла эскадрилья V-Force. 214-я эскадрилья была воссоздана с самолетами Vickers Valiant 21 января, 207-я эскадрилья — 1 апреля, а 148-я эскадрилья — 1 июля. В апреле того же года станцию посетила советская делегация, в состав которой входили Никита Хрущев, маршал Булганин и конструктор А.Н. Туполев. В сентябре и октябре три эскадрильи Valiant были переброшены в Луку, Мальта, для участия в операции в Суэце, вернувшись туда в ноябре и декабре.

С 1957 года самолеты Valiant несли на борту ядерное оружие сдерживания, и на эмблеме базы, выбранной в том году, изображен синий бык с девизом “Сдерживание”. Мархам также стал базой для дозаправки в воздухе Королевских ВВС. Испытания самолетов Valiant на самолетах Valiant начались в 1957 году, и 214-я эскадрилья была испытательным подразделением до мая 1960 года. Среди ее рекордных перелетов были: Мархам — Найроби (4350 миль за 7 часов 40 минут) и Мархам — Чанги (8110 миль за 15 часов 35 минут). В апреле 1962 года 214-я эскадрилья официально стала подразделением самолетов-заправщиков.

49-я эскадрилья присоединилась к трем эскадрильям Valiant 26 июня 1961 года. Она получила XD818, самолет Valiant, сбросивший первую боевую водородную бомбу Великобритании в 1957 году. Эра Valiant внезапно закончилась. Была обнаружена усталость металла в лонжеронах крыла, и 11 декабря 1964 года все самолеты Valiant были сняты с вооружения. Этот тип был выведен из эксплуатации в конце января 1965 года, а четыре эскадрильи были расформированы в период с февраля по май 1965 года. XD818 оставался на базе до 1982 года, после чего был передан в музей Королевских ВВС.

Самолет Handley Page Victor заменил Valiant. 55-я эскадрилья прибыла 24 мая 1965 года с шестью самолетами-заправщиками Victor BK1A, а 57-я эскадрилья последовала за ней в декабре того же года. 214-я эскадрилья была воссоздана с трехточечными заправщиками 1 июля 1966 года. На базе также располагалась Школа дозаправки в воздухе, а с мая 1970 года — 232-е оперативное учебное подразделение, которое к июлю 1974 года перевело на самолеты Victor Mk1 более 1400 членов экипажа. К июню 1976 года обе эскадрильи и учебное подразделение использовали самолеты Victor K2.

В апреле 1982 года самолеты Victor были переброшены на остров Вознесения для участия в Фолклендской войне. По данным источников, численность контингента составляла 14–17 человек: Имперский военный музей описывает отряд из 17 самолетов из 55-й и 57-й эскадрилий, в то время как другие подсчеты указывают на 14 самолетов на острове Вознесения к концу апреля. В плане, хранящемся в музее Королевских ВВС, для Black Buck 1, с 30 апреля по 1 мая, указано 18 вылетов в качестве самолетов-заправщиков. Другие источники указывают на 15 вылетов самолетов Victor с 18 дозаправками. Victor XH672 летел в качестве ведущего самолета-заправщика, “Красный Один”.

Самолеты Victor также выполняли задачи морской радиолокационной разведки и дозаправки самолетов Nimrod, Hercules, Harrier и Phantom. Во время войны в Персидском заливе 1991 года самолеты Victor из Мархама базировались в Мухарраке, Бахрейн. XH672, окрашенный в цвет “Maid Marian”, стал лучшим самолетом-заправщиком, совершив 52 боевых вылета. 55-я эскадрилья, последнее подразделение Victor, была расформирована в Мархаме 15 октября 1993 года. Последний официальный полет самолетов Victor на базу ВВС Шоубери состоялся 30 ноября 1993 года.

Работы по созданию 24 укрепленных ангаров для самолетов начались в 1977 году, а первый Tornado GR1 прибыл в 1982 году. 617-я эскадрилья была воссоздана как первое подразделение Tornado в Мархаме. В истории эскадрилий Королевских ВВС это датируется 1982 годом, в то время как другие источники относят воссоздание к 1 января 1983 года. За ней последовала 27-я эскадрилья. Самолеты Canberra оставались в составе эскадрильи наряду с Tornado: 100-я эскадрилья — до 1982 года, а самолеты Canberra, предназначенные для фоторазведки, — до 2006 года.

В 1990 году самолеты Tornado были развернуты в Персидском заливе для участия в операции «Гранби». Шестьдесят самолетов GR1 вылетели из Саудовской Аравии и Бахрейна, и 617-я эскадрилья участвовала в этой кампании. В первую ночь, 17 января 1991 года, командир эскадрильи Найджел Элсдон, командовавший 27-й эскадрильей из Мархама, и лейтенант Макс Кольер были сбиты и погибли. К 2003 году 9-я (B) эскадрилья уже летала на самолетах Tornado GR4 из Мархама. 19-20 марта 2011 года ее самолеты совершили 3000-мильные перелеты туда и обратно для нанесения ударов по Ливии ракетами «Штормовая тень» в рамках операции «Эллами».

С 2014 года самолеты Tornado с базы Мархам участвовали в операциях Shader, с базируясь на авиабазе Королевских ВВС Акротири на Кипре, в рамках борьбы с ИГИЛ. После четырех с половиной лет непрерывной службы самолеты вернулись на базу Мархам 5 февраля 2019 года, и в конце марта 2019 года ВВС Великобритании вывели Tornado из эксплуатации. Мархам также являлся инженерной базой для этих самолетов. Компания BAE Systems управляла на базе объединенным центром технического обслуживания и модернизации в рамках контракта на модернизацию самолетов Tornado.

В 2013 году Мархам был назван единственной оперативной базой для британских истребителей F-35B Lightning. Опубликованные данные о программе строительства разнятся. В правительственном заявлении 2015 года говорилось о сумме более 300 миллионов фунтов стерлингов, в других отчетах упоминается 250 миллионов фунтов стерлингов, а работы по проекту Anvil оцениваются в 500 миллионов фунтов стерлингов. В июне 2017 года был заключен контракт на 135 миллионов фунтов стерлингов на строительство ангара для 12 F-35B, обновление взлетно-посадочной полосы и установку вертикальных посадочных площадок. Основная взлетно-посадочная полоса была закрыта на три недели в сентябре 2017 года для проведения работ по ее обновлению.

Эти силы находятся в совместном управлении Королевских ВВС и Королевского флота. 617-я эскадрилья является передовым подразделением Королевских ВВС, а 207-я эскадрилья — объединенным подразделением по переподготовке пилотов обоих родов войск. 809-я эскадрилья морской авиации — это эскадрилья Королевского флота. Она была вновь сформирована в Мархаме 5 декабря 2023 года как вторая передовая эскадрилья F-35B, и Королевские ВВС заявляют, что ее личный состав в равной степени состоит из представителей обоих родов войск. Штаб-квартира Lightning Force, также расположенная в Мархаме, управляет всей программой.

В 2025 году Национальное аудиторское управление сообщило, что учебный центр (81 миллион фунтов стерлингов), ремонтно-техническое и отделочное оборудование (94 миллиона фунтов стерлингов) и Центр оперативного управления “Молниеносной авиацией” (29 миллионов фунтов стерлингов) используются. Другие проекты были отложены. Центр оценки качества стоимостью 151 миллион фунтов стерлингов, открытие которого было запланировано на 2021 год, ожидается не раньше 2030-х годов; Комитет по государственным счетам указывает 2032 год. 809-я эскадрилья морской авиации до сих пор работает из временных помещений, а ее постоянные объекты теперь планируется ввести в эксплуатацию в 2029 году. Персонал сообщил Комитету по государственным счетам, что жилые помещения на станции «обветшалые».

Истребитель F-35B базируется в Норфолке, но создан для операций на авианосцах. В июне 2020 года 617-я эскадрилья впервые приняла на борт авианосца HMS Queen Elizabeth боевые истребители Lightning. В сентябре 2020 года она вернулась на борт для подготовки к 21-й авианосной ударной группе, первому оперативному развертыванию корабля. 23 июня 2021 года на борту авианосца находилось 18 истребителей F-35B Королевских ВВС и Корпуса морской пехоты США, и его самолеты совершили свои первые боевые вылеты против ИГИЛ.

Командир авиационного крыла авианосца, капитан Джеймс Блэкмор из Королевского флота, заявил, что это было возвращение Королевского флота к морским ударам впервые со времен Ливии десятилетием ранее. Он также отметил, что это была первая боевая миссия американских самолетов с иностранного авианосца со времен HMS Victorious в 1943 году. Эта операция также принесла потери. 17 ноября 2021 года истребитель F-35B 617-й эскадрильи разбился при взлете с авианосца HMS Queen Elizabeth из-за того, что крышка воздухозаборника двигателя была оставлена на месте.

В 2025 году 809-я и 617-я эскадрильи морской авиации ВМС Великобритании участвовали в операции «Хаймаст» на борту авианосца HMS Prince of Wales, которая длилась восемь месяцев и проходила в Средиземноморье, на Ближнем Востоке и в Индо-Тихоокеанском регионе. В ноябре 2025 года на борту находилось 24 британских истребителя F-35B, что стало рекордом для этого класса. 17 ноября Королевский военно-морской флот объявил о достижении полной боевой готовности авианосцев. Национальное аудиторское управление отметило, что для достижения этой цели необходимо заимствовать самолеты и персонал из учебной эскадрильи.