1934年下半年，國民黨政府在江西省玉山縣城東北3公里的五里洋興建了玉山機場，又設“空軍分站”，隸屬衢州總站管轄，主要擔負汽油補充、炸彈存放以及緊急迫降等任務。

1938年，玉山機場進行了擴建，總面積擴大到2450畝，并開辟了一條隱蔽跑道。

不久，日軍飛機就對玉山機場進行了轟炸。縣城、機場周邊雖然架有高射炮，但數量有限，且很分散。敵機每次轟炸機場后，都要飛往縣城附近低空偵察，發現人群即轟炸掃射，制造了多起慘案。每次轟炸后，機場上的彈坑少則十余個，多則數十個，其深度都在一丈以上。為保障飛機的起降，機場駐防部隊與玉山縣政府聯系，把機場四周的老百姓組成4個搶修組，由當地保長任組長，每組100人。日機轟炸后，搶修組人員立即集合起來，前往機場填土修復。

太平洋戰爭爆發后，玉山機場為了適應盟國空軍起降的要求，又進行了一次修繕——跑道延長到1500米、寬50米，系碎石結構，強度可勝任盟國空軍普通作戰飛機起落；在直線跑道兩端構筑了兩條保險道，東北端長100米，西南端長220米；機場東北有油庫1座，西南側邊為營區，面積有49.7畝，建有營房10幢。

玉山機場在第二次世界大戰中曾發揮重要作用。戰爭后期，盟軍轟炸日本本土，玉山、衢州等機場曾經是盟軍飛機最后的加油站。一次，美國大運輸機在玉山機場停留過夜時，因重量過大，第二天飛機輪子陷入土中無法起飛，后來機場動員幾百名學生幫助推動，才重新回到跑道。美國空軍曾派了一個五人小組常駐玉山機場，配有電臺。他們白天到機場執行勤務，晚上回縣城住宿，直至1945年9月才撤走。

1945年日本投降，就日軍在中國戰場有關投降事宜的細節商定，由中國軍隊參謀總長肖毅肅將軍和侵華日軍副參謀長今井武夫負責，受降地點設在玉山機場。8月17日，重慶急電玉山縣政府“火速整修機場”，并派來福建建甌空軍總站的工程師、技術人員來縣指導。于是玉山縣動員了數千民工，拉去大滾筒，花了三天三夜時間將破損的地方全部修復，并搭了一座禮堂式的臺子，趕制了一套受降用的坐椅。

誰知籌備工作告成時，又傳來“受降商議地點改在湖南省芷江縣空軍總站舉行”的消息。因此，玉山機場與這一歷史性重大事件“擦肩而過”。

抗戰勝利后，玉山機場仍由國民黨二十八站空軍人員駐守。1949年5月5日，玉山解放，機場工作人員向解放軍投誠。