Το Κέντρο Αεροπορικής Ιατρικής (Κ.Α.Ι.) ιδρύθηκε τον Οκτώβριο του 1956 προκειμένου να καλύψει τις ανάγκες της τότε ταχέως αναπτυσσόμενης Ελληνικής Αεροπορίας και να συμβάλλει στην εκπαίδευσητων χειριστών της στη φυσιολογία της πτήσεως.
Ως πρωτεργάτης για την ίδρυση του Κ.Α.Ι. θεωρείται ο Υποπτέραρχος (ΥΙ) Παναγιώτης Κορομπίλης (1906-1987), ο οποίος το 1952 απεστάλη για εκπαίδευση στις ΗΠΑ, αποτελώντας έτσι τον πρώτο Έλληνα αξιωματικό που εκπαιδεύτηκε στην Αεροπορική Ιατρική. Με την επιστροφή του στην Ελλάδα συνέβαλε στη δημιουργία του Κέντρου Φυσιολογικής Εξέτασης Ιπταμένων (ΚΦΕΙ). Επίσης, πρωτοστάτησε στη δημιουργία (το 1957) του Κέντρου Εκπαίδευσης Αεροπορικής Ιατρικής (ΚΕΑΙ) και δικαίως θεωρείται ο θεμελιωτής της Αεροπορικής Ιατρικής στην Ελλάδα.
Πέραν του ΚΦΕΙ, το οποίο λειτουργούσε ως ανεξάρτητη Μονάδα στο 251 ΓΝΕΒΑ από το 1952, στη δομή του νεοσυσταθέντος Κ.Α.Ι. ενσωματώθηκε επίσης και το Κέντρο Επιλογής Βασιλικής Αεροπορίας (ΚΕΒΑ).
Αρχικά, το Κ.Α.Ι. δημιουργήθηκε και λειτούργησε σε εγκαταστάσεις εντός του αεροδρομίου Δεκελείας, σε κτίριο πλησίον της Σχολής Ικάρων.
Ένα χρόνο αργότερα, το 1957, ιδρύθηκε το Κέντρο Εκπαίδευσης Αεροπορικής Ιατρικής (ΚΕΑΙ), ενώ το 1960 λειτούργησε για πρώτη φορά Σχολείο Αεροπορικής Ιατρικής (Σ.Α.Ι.). Την ίδια χρονιά εγκαταστάθηκε στο Κ.Α.Ι. ο πρώτος θάλαμος χαμηλής πίεσης για την εκπαίδευση του ιπταμένου προσωπικού στην υποξία.
Το 1972 ακολούθησε η μετεγκατάσταση του Κ.Α.Ι. στην παρούσα θέση του, σε χώρο εντός του στρατοπέδου του 251 Γενικού Νοσοκομείου Αεροπορίας (251 ΓΝΑ).
Το 1979 υπήρξε σημαντικός σταθμός στην πορεία ανάπτυξης της υλικοτεχνικής υποδομής του Κ.Α.Ι., καθώς τη χρονιά εκείνη αποκτήθηκε ο παρών Θάλαμος Χαμηλής Πίεσης καθώς και η πρώτη Συσκευή Απώλειας Προσανατολισμού, η οποία ήταν ικανή μόνον για την προσομοίωση του φαινόμενου coriolis, καθώς παρείχε δυνατότητα κινήσεως σε έναν μόνο άξονα.
Το 1986 πρωτολειτούργησε το Ψυχολογικό Εργαστήριο του Κ.Α.Ι., το οποίο έλαβε την τελική του μορφή μετά από μια τετραετία.
Το 1988 λειτούργησε εντός του Κ.Α.Ι. το πρώτο Σχολείο Αεροπορικής Νοσηλευτικής και τέσσερα χρόνια αργότερα, τo 1992, ξεκίνησε και η λειτουργία του Σχολείου Φυσιολογίας Πτήσεων.
Στο διάστημα 2000-2001 ολοκληρώθηκε η εγκατάσταση του εργοσπιρομετρικού εργαστηρίου.
Το 2002 έλαβε επίσης χώρα ο εκσυγχρονισμός και αναβάθμιση του Θαλάμου Χαμηλής Πίεσης και η αντικατάσταση της Συσκευής Απώλειας Προσανατολισμού (η οποία έκτοτε εκτίθεται στο Μουσείο της ΠΑ στη Δεκέλεια) από μοντέλο που δύναται πλέον να προσομοιώνει ένα πλήθος καταστάσεων που μπορούν να προκαλέσουν απώλεια προσανατολισμού στον χειριστή.
Τον Οκτώβριο του 2003 η υποδομή του Τμήματος Εκπαιδευτικών Συσκευών συμπληρώθηκε από μια ιδιαιτέρως σημαντική προσθήκη υλικού, στη μορφή της εγκατάστασης και λειτουργίας ενός Θαλάμου Νυκτερινής Όρασης.
Το 2009 – 2010 πραγματοποιείται αναθεώρηση του Κανονισμού των Σχολείων του Κ.Α.Ι. και το Σχολείο Αεροπορικής Νοσηλευτικής αυτονομείται και αναδιοργανώνεται σε Σχολείο Αεροπορικής Νοσηλευτικής και Αεροδιακομιδών (Σ.Α.Ν.ΑΔ.).
Το 2011 εκπαιδεύεται η 1η Σειρά Σχολείου Εκπαίδευσης – Συντήρησης Σ.Α.Ν.ΑΔ.
Το πρόγραμμα «Εκπαίδευσης στη Φυσιολογία Πτήσης» έχει λάβει «Certificate of Recognition» από Air Education and Training Command της United States Air Force , για το χρονικό διάστημα από 01-01-2015 έως 01-01-2020.
