Внуково — один из старейших аэропортов Москвы. Его строительство было начато в 1937 году, причиной послужила перегруженность Центрального аэропорта на Ходынском поле (созданного в 1922 году) и аэропорта Быково (созданного в 1936 году). В 1937—1938 годах заказчиком работ по строительству аэропорта являлся В. Ф. Каминский. Первая очередь сооружений аэропорта была введена в эксплуатацию 2 июля 1941 года. В годы Великой Отечественной войны на базе Внуково была создана Московская авиагруппа особого назначения, базировалась 10 гвардейская дивизия.
После окончания войны, в сентябре 1945 года было принято решение о переносе основного московского гражданского аэропорта с аэродрома им. М. В. Фрунзе на Ходынском поле во Внуково.
Внуково имеет особый статус — более шестидесяти лет аэропорт осуществляет обслуживание рейсов воздушных судов высших должностных лиц страны, глав иностранных государств и правительств, прибывающих в Россию.
В 1993 году распоряжением Госкомимущества России на базе Внуковского производственного объединения гражданской авиации были созданы акционерное общество открытого типа «Аэропорт Внуково», впоследствии переименованное в ОАО «Аэропорт Внуково», и акционерное общество открытого типа «Внуковские авиалинии». В 2001 году согласно решению Правительства Москвы было образовано ОАО «Международный аэропорт Внуково». 14 ноября 2003 года Президент России Владимир Путин подписал указ «О передаче в собственность города Москвы находящихся в федеральной собственности акций открытого акционерного общества „Аэропорт Внуково“».
В начале XXI века правительство Москвы направило значительные инвестиции в развитие аэропорта, приняв 3 августа 2004 года постановление «О Концепции развития аэропорта Внуково», предусматривающее стратегическую программу развития аэропорта Внуково для обеспечения перевозки 20-22 млн пассажиров в год. В частности, 17 апреля 2004 года был сдан в эксплуатацию новый международный терминал площадью 24 тыс. м², с проектной пропускной мощностью 1200 пассажиров в час, в марте 2000 года был введён в строй новый пассажирский терминал центра бизнес-авиации АвиаБизнесТерминал Внуково-3. 6 июля 2010 первый рейс (Анапа-Москва) принял новый терминал А, построенный по проекту архитектора Л.Борзенкова и рассчитанный на обслуживание 25 млн пассажиров в год (введена в строй первая очередь нового терминала площадью 174 тыс. м². В конце июня 2011 года была запущена двухуровневая эстакада на привокзальной площади, обеспечивающая бесплатный подъезд автотранспорта в зону высадки вылетающих пассажиров. 18 декабря 2012 вступила в строй вторая очередь терминала А, проект которого получил Золотую медаль на Всемирном салоне инноваций в 2006. Терминал имеет 52 выхода на посадку. С этого дня аэровокзальный комплекс стал крупнейшим в России по занимаемой площади (270 тыс. м²).
2 декабря 2013 года была завершена реконструкция ВПП № 1. ВПП была увеличена на 500 метров, установлено новое свето-сигнальное оборудование и вип зал внуково, которое соответствует требованиям III категории ICAO. На время ремонта, с 15 апреля по 1 июля 2011 года, приём и отправка воздушных судов из Внуково были серьёзно ограничены, а правительственный авиаотряд перебазировался в Шереметьево.