En 1909, un officier du génie, le colonel Jean-Baptiste Roche, imaginant et anticipant les besoins et l'ampleur qu'allait prendre l'industrie aéronautique dans le monde, fonde à Paris l'École supérieure d'aéronautique et de constructions mécaniques. Elle devient École nationale en 1930 et prend le nom d'École nationale supérieure de l'aéronautique puis en 1972 celui d'École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace, plus couramment appelée SUPAERO.
En 1930, l'École s'installe dans des bâtiments modernes au sein de la Cité de l'Air, situés boulevard Victor à Paris, qui accueillent depuis 1970 l'École nationale supérieure de techniques avancées (ENSTA ParisTech).
En 1968, SUPAERO est délocalisée sur le vaste complexe aérospatial de Toulouse-Lespinet au cœur d'un environnement d'enseignement supérieur et de recherche, à proximité de l'École nationale de l'aviation civile (ENAC) transférée également à Toulouse la même année. Plusieurs laboratoires de recherche sont alors créés et regroupés au sein du centre de Toulouse [1] de l'Office national d'études et de recherches aérospatiales (ONERA). Associé à l'École, il mène des recherches théoriques et appliquées à la défense dans des domaines aussi variés que l'aéronautique, l'automatique et la robotique avancées, l'électronique aérospatiale, les systèmes informatiques, les véhicules aérospatiaux, la mécanique aérospatiale et les systèmes propulsifs. En 1994, SUPAERO change de statut pour devenir un établissement public à caractère administratif placé sous la tutelle du ministère de la Défense. En pratique, cette tutelle est exercée par la Direction générale de l'armement (DGA) et l'École est placée sous le commandement d'un ingénieur général de l'armement.
En 2007, l'École s'est rapprochée de l'ENSICA pour donner naissance à l'Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace (ISAE). Le cursus Ingénieur SUPAERO reste maintenu sous sa forme actuelle au sein du nouvel institut. Les deux formations sont néanmoins distinctes : le cursus SUPAERO est généraliste et polyvalent alors que le cursus ENSICA est plus pratique et davantage orienté vers les applications.
