L'ouverture du terminal I de l'aéroport le 21 février 1979 fait partie de l'un des dix grands projets d'infrastructure lancés par le gouvernement taïwanais dans les années 1970. Devant initialement porter le nom d'Aéroport International Taoyuan, l'aéroport fut baptisé Aéroport International Tchang Kaï-chek en souvenir du président taïwanais décédé le 5 avril 1975. Ce nom fut abandonné en 2006.
L'aéroport est le principal hub des compagnies taïwanaises China Airlines et EVA Air. le terminal I ne suffisant plus à absorber le trafic aérien, le Terminal II fut inauguré le 29 juillet 2000. Seule la première moitié, dédiée à Eva Air fut ouverte à cette date. La deuxième partie, pour China Airlines fut ouverte au trafic le 21 janvier 2005.
Des plans prévoient la création d'un troisième terminal (les travaux doivent débuter en 2008), en remplacement du Terminal I vieillissant. Tout le trafic international serait alors transféré au Terminal III, le Terminal I étant dédié au trafic domestique uniquement.
