1954年，民航局选定原顺义县竺村以北、二十里堡以东地区为机场场址。
1955年6月10日，机场建设项目正式开工。
1957年12月，机场竣工并通过国家验收。
1958年3月2日，机场正式投入使用，是建国后首个投入使用的民用机场，也是我国历史上第四个开通国际航班的机场（前三个开通国际航班的分别是沪上龙华机场，1926年；昆明巫家坝机场，1937年；重庆白市驿机场，1939年）。
机场建成时仅有一座型候机楼，称为机场南楼，主要用于vip乘客和包租的飞机。
1965年，机场进行邻一次扩建，将原2500米的跑道延长至3200米、增建了6个停机位。同年，上级政府也决定开放京都作为国际通航点。
到1965年底，机场已开通国内航线46条，有通航城市76个。
1965年3月1日，京都—成都—拉萨航线开通，通航的省会城市到达27个。
1972年4月29日，民用航空总局向上报《关于修建京都机场国际候机楼的请示》。
1973年5月13日，国家批复同意《关于修建京都机场国际候机楼的请示》，并确定投资6600万元人民币。
1974年8月，机场的第二次大规模扩建正式动工，并被列为国家重点工程建设项目。
1980年1月1日，机场内面积为6万平方米的t1航站楼及停机坪、楼前停车场等配套工程建成并正式投入使用。
1982年1月，机场东跑道向南头延长600米的扩建工程和一号航管楼工程建成投入使用同时，扩建工程还修建了6万平米的新航站楼。
楼内设置有我国民航首次采用的自动门、自动人行步道、自动扶梯以及行李系统、飞行动态显示牌、闭路电视等。
从1988年开始，t1航站区经历了前后七次改扩建，在这七次改扩建中，t1航站区改建了行李分拣大厅，扩建了主楼及引桥等，并将航站楼面积增至8万平方米，旅客吞吐量保障能力提高到800万人次。
12航站楼，并列入国家重点工程。
1999年10月，北京首都国际机场股份公司正式成立。
12航站楼正式投入使用。t2航站楼投入使用的同时，t1航站楼开始停用装修。
2004年3月，机场第三次大规模扩建工程顺利开工。
2007年12月，机场扩建工程顺利通过国家验收。
2008年春，配合机场扩建工程（t3航站楼）完工，t1航站楼封闭改造，南方航空转往t2航站楼运营。在t1航站楼改造完工后，海南航空集团（国内航线）旗下的海南航空、大新华航空、津航空、金鹿航空（现为北京首都航空）取代南方航空成为t1航站楼的独家运营公司。
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