L'EC 3/4 Limousin a été constitué le 1 août 1989 sur la base de Base aérienne 125 Istres-Le tubé, en reprenant les tradition de l'Escadron de chasse 4/7 Limousin. Le 8 juin 1990, l'escadron se voit ajouter une troisième escadrille, la SPA 96 "Le Gaulois". Il passe sous commandement des Forces aériennes stratégiques le 1 septembre 1991.
Sa mission initiale, héritée de l'EC 4/7 Limousin, était la frappe nucléaire pré-stratégique. Elle est devenue en 1996 la frappe nucléaire stratégique, en remplacement des Mirage IV. Depuis 1992, l'escadron assure une mission secondaire d'assaut conventionnel tous-temps.
En décembre 1994, un détachement de l'unité part pour Cervia en Italie. L'EC 3/4 "Limousin" réalisera 10 missions de guerre au dessus de la Bosnie, des missions de bombardement conventionnel.