L'histoire de l'entreprise remonte à l'immédiat après Seconde Guerre mondiale lorsque sont lancés de nombreux programmes d'étude dans une recherche d'indépendance vis-à-vis des États-Unis. Cinq bureaux d'études sont alors actifs dans le domaine des hélicoptères parmi lesquels la Société nationale des constructions aéronautiques du sud-est (SNCASE), qui mettra au point la série des SE 3000 et la première Alouette, et la Société nationale des constructions aéronautiques du sud-ouest (SNCASO), qui remporte un premier succès technique avec le Djinn, un hélicoptère à réaction qui utilisait une turbine fabriquée par l’entreprise Turboméca. C'est cependant l'Alouette II qui, en 1956, concrétisera cette innovation radicale et deviendra le premier hélicoptère à turbine mécanique industrialisé au monde. Dans la foulée de ce développement, la SNCASO et la SNCASE fusionneront, en 1957, pour former Sud-Aviation.
L'entreprise va alors s'employer à élargir sa gamme, en cherchant à se doter d'hélicoptères militaires lourds et d'hélicoptères de transport civil. Les premiers sont destinés à remplacer les hélicoptères américains (Vertol) ou fabriqués sous licence (Sikorsky S-58) utilisés en Algérie. Les seconds ont vocation à investir un marché considéré, à l'époque, comme particulièrement prometteur. Cette période est marquée par les revers techniques sur le Frelon, que l’entreprise ne parvint pas à mettre au point, et l'échec commercial du Super Frelon, fruit d'un partenariat avec Sikorsky qui accepta un transfert de technologie. L’entreprise continuera toutefois à développer sa gamme des hélicoptères moyens, avec notamment l'Alouette III et le Lama.
Les années 1960 et 1970 connaissent une forte croissance des marchés militaires, avec notamment l'utilisation à grande échelle des hélicoptères par les américains lors de la guerre du Vietnam. Sud-Aviation met alors en place deux coopérations :
- l'une avec la firme britannique Westland Aircraft, en vue de réaliser les programmes militaires Puma et Gazelle sous maîtrise d’œuvre de Sud-Aviation et le programme Lynx sous maîtrise d’œuvre de Westland ;
- l'autre avec l’entreprise allemande Messerschmitt-Bölkow-Blohm, qui avait développé une innovation technologique portant sur la fabrication des pales en matériaux composites.
En 1970, Sud-Aviation fusionne avec Nord-Aviation et la Société pour l'étude et la réalisation d'engins balistiques (SEREB) pour créer la Société nationale industrielle aérospatiale (SNIAS). Son nom sera réduit en aerospatiale en mars 1978. Cette période marque une réorientation vers les marchés civils, en fort développement tout au long des années 1970, avec les hélicoptères Écureuil, Dauphin et Super Puma. Porté par la croissance du marché américain, la filiale américaine AHC est créée en 1974 et s’engage dans de lourds investissements commerciaux et technologiques. Elle obtiendra notamment un contrat avec les Coast Guards concernant le Dauphin, qui entraînera des pertes très importantes pour l’entreprise. Ce développement des marchés civils conduira la division Hélicoptères de l'aérospatiale à mettre en œuvre des restructurations pour faire baisser les coûts. Elles se poursuivront dans les années 1980 avec le retournement des marchés civils et les pertes sur le marché américain qui conduiront à une grave crise financière que la baisse des dépenses militaires à partir de la fin des années 1980 allait encore aggraver.
L'entreprise va alors réagir en lançant une troisième génération de produits avec les hélicoptères Fennec, Panther et Cougar, qui procèdent d'innovations incrémentales à partir des programmes civils. Elle engagera également des coopérations majeures, franco-allemande pour l’hélicoptère de combat Tigre, ou plus larges, avec les allemands, les italiens et les hollandais, pour l’hélicoptère de transport NH90. C'est en 1992 que la division Hélicoptère de l'aérospatiale fusionnera avec son partenaire allemand, la division Hélicoptères de DASA, avec laquelle elle est engagée dans ces deux coopérations, pour créer Eurocopter.