Toshkentdan Olmaga birinchi muntazam yoʻlovchi aviaparvozi 1924-yil may oyida ochilgan. 1930-yillarda bu yerda aeroportning birinchi binosi qurilgan, ammo u bizning kunlarimizgacha saqlanib qolmagan.

1955-yil oktabrda Toshkent — Moskva yoʻnalishi boʻyicha Il-14 samolyotlarida muntazam reyslar boshlangan. Bir yildan keyin birinchi reaktiv Tu-104 osmonga koʻtarilgan, 1959-yildan esa koʻplab yoʻnalishlarda Il-18 samolyotlari uchgan. 1958-yilda «Toshkent» aeroporti I sinf xalqaro aeroport maqomini olgan.

1956-yilda meʼmorlar I. Merpport va M. Kondakova loyihasi boʻyicha ikki qavatli yangi aerovokzal binosi paydo boʻlgan. U ifodali koʻrinishi bilan ajralib turgan va shaharning meʼmoriy vizit kartalaridan biriga aylangan.

Vaqt oʻtishi bilan eski bino tez rivojlanayotgan fuqaro aviatsiyasi ehtiyojlariga javob bermay qoldi. Yangi aerovokzal qurish qarori qabul qilindi, loyihani moskvalik «Aeroproyekt» instituti mutaxassislari toshkentlik meʼmorlar bilan hamkorlikda ishlab chiqdi. Yangi loyihaning asosiy maqsadi — yoʻlovchilar uchun maksimal qulay shart-sharoitlar yaratish.

Yangi aeroport binosi 1976-yilda ochilgan. Meʼmorlar Ye. Yermolayev, L. Ivanov va I. Xusnutdinov funksional minimalizm tamoyillarini amalga oshirgan: yoʻlovchi oqimlari qavatlar boʻyicha ajratilgan — kelish birinchi qavatda, uchish ikkinchi qavatda. Uchayotganlar qulayligi uchun toʻgʻridan-toʻgʻri ikkinchi qavatga olib boruvchi estakada tashkil etilgan; u osilgan soyabon soyasida joylashgan va bir vaqtda pastki qavat uchun soyabon vazifasini oʻtagan. Asosiy binoning chap tomonida restoran joylashgan boʻlib, u aerovokzal bilan yopiq galereya orqali bogʻlangan.

2001-yilda Toshkent aerovokzal majmuasi toʻliq rekonstruksiya qilingan va mintaqadagi eng yiriklarga aylangan. U zamonaviy navigatsiya va xizmat koʻrsatish tizimlari bilan jihozlangan, bu dunyoning deyarli barcha turdagi havo kemalarini qabul qilish imkonini bergan.

2013-yilda mahalliy avialiniyalar terminali ochilgan, u halqa avtomagistral tomonidan alohida kirishga ega. Bu terminal xalqaro aeroport bilan ichki avtomagistral orqali bogʻlangan.

2017-yil yanvarda Toshkent xalqaro aeroportiga Oʻzbekistonning birinchi prezidenti — Islom Karimov nomi berilgan.

2018-yilda eski aerovokzal binosi buzib tashlangan va uning oʻrnida keluvchi yoʻlovchilar uchun zamonaviy terminal qurilgan.

2021–2024-yillarda aeroport yana keng koʻlamli rekonstruksiya oʻtkazgan. Yangi fasad avtoturargoh tomon chiqarilgan, keng yorugʻ foye xizmat koʻrsatish zonalari va doʻkonlar bilan paydo boʻlgan. Bugun yangilangan aeroport qiyofasida 1970-yillardagi oʻsha «yangi bino»ning konturlarini zoʻrgʻa farqlash mumkin.