L'EC 4/33 Vexin a été créé mi-1994 en reprenant les traditions et les missions de l'Escadron de Chasse 4/30 Vexin. Il est initialement équipé de Mirage F1, déployés sur la Base aérienne 188 Djibouti dans le cadre d'un accord de défense entre la France et la République de Djibouti.
L'escadron commence à recevoir ses premiers Mirage 2000C en septembre 2001, suivis mi-juillet 2002 par des Mirage 2000D qui permettent le retrait définitif des Mirage F1. Depuis cette date, l'EC 4/33 Vexin est non seulement la seule unité de chasse de l'Armée de l'Air stationnée en permanence outre-mer, mais aussi la seule équipée à la fois de Mirage 2000C (monoplaces de chasse) et de Mirage 2000D (biplaces d'attaque/bombardement).