延安机场始建于1936年1月，由原国民党东北军张学良、17路军杨虎城所二十里铺机场部修建，西安事变后被红军接管。延安机场是中国共产党整修和使用管理的第一个红色机场。1958年10月1日，中国民用航空延安航空站在原东关机场成立并正式开通延安-西安航班，延安机场是陕西省内继西安之后第二个建站并开通民用航班的机场。

2009年，国务院、中央军委批复迁建工程立项，8月28日机场迁建工程试验段开工建设。新机场仍将按照军用二级、民航4C级标准建设，计划修建一条长2800米、宽45米的跑道，一条平行的滑行道，满足B737、A320系列飞机全载使用要求。

延安二十里铺机场现已开通延安至西安、北京、广州、重庆、上海等地的航线，使延安机场成为西北地区唯一与三大枢纽机场通航的支线机场。