Bandara ini awalnya dibangun oleh PT Freeport Indonesia pada tahun 1970 untuk operasional perusahaan.[1]
Pada tahun 2008 peresmian dilakukan oleh mentri perhubungan setelah adanya renovasi. [2] Renovasi ini ada prasasti berupa ban haultruck pertambangan berdiameter lebih 3 meter, untuk mengenang para pekerja ahli pertambangan dari 22 negara yang telah berkontribusi pada Freeport Indonesia.[2]
Pada 2013 pengelolaan bandara khusus PT Freeport Indonesia ini akan dialihkan dan dilakukan oleh UPBU (Unit Pelaksana Bandara Umum) karena sudah menjadi bandara umum. [1] Sejak 2014 bandara ini dilakukan renovasi perbaikan dan perluasan. Renovasinya yaitu kontruksi dua lantai seluas 21.000 meter persegi.[3] Hingga Juli 2021 Pembangunan telah menghabiskan anggaran lebih dari Rp 250 miliar.[3]
Tanggal 15 April 1996, hari Selasa, sekitar pukul 05.00 WIT, di hangar bandar udara, Letnan Dua Sanurip tanpa diduga memberondongkan peluru ke arah orang-orang disekitarnya. Sebanyak 16 orang meninggal, 10 anggota TNI, 5 warga sipil, dan 1 pilot berkebangsaan Selandia Baru, 11 orang lainnya terluka. Keterangan resmi mengatakan, Sanurip terserang penyakit malaria sehingga lepas kendali. Keberadaan Sanurip beserta anggota TNI yang lain dalam rangka operasi pembebasan 11 anggota Tim Lorentz yang disandera OPM sejak 8 Januari 1996 dalam peristiwa krisis sandera Mapenduma. Operasi pembebasan Tim Lorentz dilaksanakan tanggal 15 Mei 1996, 9 sandera berhasil dibebaskan dalam keadaan hidup dan 2 orang lagi telah menjadi mayat saat ditemukan. Pada tanggal 23 April 1997, Sanurip divonis hukuman mati oleh Pengadilan Militer Distrik Jayapura, Papua.[4]
Tanggal 18 Juli 2008, hari Jumat, Menteri Perhubungan Jusman Safeii Djamal meresmikan peningkatan status Bandar Udara Mozes Kilangin menjadi bandara internasional.[5]
Tanggal 9 Oktober 2008, hari Kamis, sekitar pukul 10.00 WIT, pesawat Merpati Nusantara Airlines nomor penerbangan MZ-835 dari Jayapura tujuan Jakarta, saat transit di Timika mengalami pecah ban sewaktu mendarat di Bandar Udara Mozes Kilangin. Tidak ada korban terluka atas kejadian tersebut.[6]