Pour faire face à l'augmentation du trafic et la saturation de l'aéroport de Ciampino, le Ministère de l'Aviation italien chercha dès 1947 un nouveau lieu pour implanter un aéroport. Trois sites étaient pressentis : La Magliana (dans la zone sud ouest de Rome), Castel di Decima (au sud est) et Casal Palocco (plus éloigné et sur la route d'Ostie). Ce dernier site fut retenu. La nouvelle Direction générale de l'Aviation civile italienne présenta en 1952 un nouveau projet d'aéroport situé à l'embouchure du Tibre et composé de deux pistes perpendiculaires.
Le projet d'aérogare fut la jonction de deux propositions : d'un côté celle de MM. Moranti et Zavitteri qui avaient remporté initialement le marché, de l'autre MM. Luccichenti et Monaco dont certaines idées avaient été retenues. Le projet fut adopté définitivement en août 1958. Les travaux se déroulèrent sur 21 mois. L'inauguration eut lieu le 20 août 1960, mais uniquement pour accueillir des vols charter dans un premier temps en raison de l'ouverture des Jeux olympiques qui s'ouvraient cinq jours plus tard à Rome. Le premier vol commercial n'interviendra véritablement que dans la nuit du 14 au 15 janvier 1961 par l'atterrissage d'un Constellation de TWA en provenance de New York et qui avait fait une escale technique à Tunis.
L'aéroport n'était pas encore terminé. Alitalia commanda dans les années suivantes la construction de hangars pour ses DC 8. En 1973, la piste n° 3 fut construite ainsi qu'un nouvel hangar pour accueillir les Boeing 747. Cette même année, une loi de l'État italien décida de confier la gestion de l'aéroport à la société Aeroporti di Roma s.p.a. (AdR) qui entra en vigueur en juillet 1974.
Ces trente dernières années, l'aéroport fut énormément agrandi par de nouvelles aérogares ultramodernes. Il y a actuellement quatre aérogares (Terminal A, Terminal AA, Terminal B, Terminal C). Le cinquième Terminal a été inauguré en mai 2008.
L'aéroport a actuellement quatre pistes: la 16L/34R et la 16R/34L (séparées par une distance de 4 000 mètres), la 16C/34C (utilisée comme piste de déroulage ou comme backup de la piste 16L/34R) et la 07/25 (utilisée uniquement en direction ouest à cause des vents dominants).
Depuis 2005 l'aéroport est caractérisé par des pistes pour atterrissages instrumentales de précision de catégorie III B (système ILS). Des travaux ultérieurs ont commencé en 2007 pour implémenter les aides lumineux qui permettront de passer de dix mouvements actuellement permis en cas de fort brouillard à trente dans le futur.
Les travaux en 2008 pour la construction d'une nouvelle aérogare, le Pier C, permettront à l'aéroport de gérer les 55 millions de passagers envisagés par la société AdR dans la période 2008-2018.
En avril 2008 ont terminé les travaux sur la piste 1 qui ont permis d'accueillir les grands avions de nouvelle génération comme l'Airbus 380. Une deuxième tour de bureaux inauguré en septembre 2008 pour les compagnies aériennes. Le système de cogénération sera aussi terminé en 2008: ce système permettra à l'aéroport de produire énergie en respectant l'environnement.
