En 1911, alors que Louis Blériot a accompli l'exploit de traverser la Manche pour la première fois le 25 juillet 1909 en 37 minutes à bord de son Blériot XI, un premier meeting aérien est organisé dans la banlieue de Besançon sur le polygone de Palente (alors terrain militaire) et recueille « un énorme succès populaire ».
En 1932 le Ministère de l'Air accorde une subvention au département du Doubs pour acheter des terrains dans la plaine de Thise à 5 km au nord-est de Besançon et fonder en 1934 ce premier aérodrome et Aéro-club départemental du Doubs.
En 1938 l'Armée de l'air déclare l'aérodrome de Besançon-Thise aérodrome de dégagement pour les bases aériennes militaires de Dole, BA102 de Dijon et BA116 de Luxeuil et fait construire les deux hangars actuels.
En 1944 l'aérodrome est utilisé une unique fois pendant la Seconde Guerre mondiale pour l'évacuation sanitaire de blessés de combats de la poche de Colmar et de la bataille des Vosges. La piste est rallongée à ses deux extrémités par les américains qui y stationnent des Douglas C-47, des Piper Cub et un Bombardier Boeing B-17. Le terrain et les hangars sont mitraillés par une patrouille de deux Focke-Wulf 189 de reconnaissance dont les impacts de balles de mitrailleuses de petit calibre sont encore visibles dans les vitrages et les tôles du toit des hangars.
Les deux hangars de 1938 sont aujourd'hui classés à l'inventaire des monuments historiques.