O Aeroporto de Santa Maria foi construído nos anos finais da Segunda Guerra Mundial pelas forças militares americanas, sob o disfarce de um contrato entre o Estado português e a companhia de aviação americana Pan American Airways. Foi o objeto do primeiro acordo luso-americano da história que envolveu os Açores e que teve o título de “Acordo entre o governo português e o governo dos Estados Unidos estabelecendo a forma de participação indireta de Portugal em operações do Pacífico”. Assinado no dia 28 de Novembro de 1944, em plena negociação e escassos dias da assinatura da Convenção de Chicago de 7 Dezembro de 1944, o Acordo de Santa Maria permitiu às forças americanas o uso e o controlo de um aeroporto nos Açores, oferecendo, em troca, a promessa de que Timor-Leste seria restituído à soberania portuguesa, após a sua reconquista às forças nipónicas.
Finda a Segunda Guerra Mundial, o Aeroporto de Santa Maria passou a ser escala para o tráfego aéreo civil, então em grande expansão, enquanto a Força Aérea americana passava a ocupar a antiga Base Aérea britânica das Lajes, na ilha Terceira. Ainda durante o conflito era notória a vontade das autoridades dos Estados Unidos da América em poder contar com dois grandes aeroportos nas ilhas dos Açores, no pós-guerra. Um para cada “braço” que caracterizam a presença dos EUA na Europa e Médio Oriente, no pós Segunda Guerra Mundial: o militar e o económico.
De 1946 até 1977, o Aeroporto de Santa Maria foi gerido DGAC – Direcção Geral da Aeronáutica Civil. Em 1977, a gestão dos aeroportos nacionais passou para a então criada ANA – Aeroportos e Navegação Aérea, EP. Em 1999, dá-se a cisão desta empresa em duas que se vão dedicar à navegação aérea (NAV – Portugal, EPE) e à gestão das infraestruturas aeroportuárias (ANA – Aeroportos de Portugal, SA).
Pelo aeroporto de Santa Maria passava a maior parte do tráfego aéreo entre o Norte da Europa e a América Central e do Sul, bem como, no sentido inverso, entre a América do Norte e o Sul da Europa. Santa Maria funcionava, também, como “placa giratória” dos Açores. Era no aeroporto de Santa Maria que embarcavam e desembarcavam os passageiros de e para destinos no exterior dos Açores (para São Miguel e Terceira, de avião; daí para as restantes ilhas, de barco).
Desde a abertura do aeroporto ao tráfego civil até ao início dos anos setenta, Santa Maria assistiu a uma violenta transformação económica e social. Uma ilha de oito mil habitantes, em que a freguesia mais populosa era a mais distante do centro urbano da ilha, duplicou a sua população, tendo, nos anos sessenta, ultrapassado os treze mil habitantes.
O aparecimento da aviação a jacto e as crises do petróleo do início dos anos setenta levaram a que o Aeroporto de Santa Maria deixasse de ser escala “obrigatória” e, rapidamente, iniciasse a perda de população.
Em 1980, o primeiro governo autónomo dos Açores publicou a Resolução Nº36/1980, de 13 de Maio, trazendo profundas alterações à política aeroportuária dos Açores, definindo o Aeroporto das Lajes como “placa giratória” dos Açores e o Aeroporto de Santa Maria como dedicado às escalas técnicas. Em 1994, uma nova Resolução (N.º 27/1994 de 3 de Fevereiro) “impõem que se abra à operação dos voos intercontinentais regulares, com início, termo ou escala nos Açores, os Aeroportos de Santa Maria, Ponta Delgada e Lajes, de acordo com a origem e o destino dos passageiros e os interesses dos próprios operadores.”
Desde o início dos anos oitenta que Ponta Delgada e Horta também recebem tráfego doméstico e internacional, pelo que uma “placa giratória” para os Açores tornou-se desnecessária. A construção de aeródromos em todas as ilhas levou a que o grosso do movimento de passageiros nos Açores seja feito por via aérea. Passaram a constituir gateways para o exterior da região, através de voos para Lisboa ou Porto, os aeroportos das ilhas de São Miguel, Terceira e Horta. As ligações para o estrangeiro são realizadas a partir de Ponta Delgada e das Lajes, na Terceira. Em 2004 foi reaberta a gateway da ilha de Santa Maria e aberta a da ilha do Pico.