בשנת 1949 הוקמה חברת אל על ושדה התעופה בלוד היה לבסיס האם שלה. בשנת 1950 החלה חברת ארקיע להפעיל קווי תעופה פנימיים מהנמל לאילת, לחיפה ולמחניים. שנה לאחר מכן הורחב הנמל באופן משמעותי, כך שיוכל לטפל בתעבורה שנתית של כ-1,200,000 נוסעים, וכן הוארך המסלול העיקרי בו לכ־2,400 מטר. השדה כלל בנוסף מסלול משני באורך 1,770 מטר ומסלול שלישי באורך 1,280 מטרים. בפועל עברה בשנים 1957–1958 תנועה שנתית של כ-130,000-110,000 נוסעים. ב-1953 הוקם בשדה "המכון הממשלתי לבדק מטוסים" שהפך בהמשך למפעל התעשייה האווירית.
מסוף שנות ה־50 עד שנות ה־90.
לקראת כניסת עידן הסילון הועלו תוכניות שונות לשדרוג הנמל לקליטת מטוסי הסילון. ומנגד היו שטענו שעדיף לבנות נמל תעופה חדש קרוב יותר לים, ולא להשתמש בנמל הקיים בגלל קרבתו לגבול אולם בסופו של דבר הוחלט על שדרוג השדה הקיים. בנובמבר 1959 נחת בנמל מטוס דה הבילנד קומט סילוני בגודל בינוני לצורך ניסוי, ובאפריל 1960 הוא החל לשמש בטיסות סדירות לנמל התעופה.
באמצע 1959 הוחל בבניית מסלול באורך של 2,700 מטרים, להם נוספו עוד 300 מטר תוך כדי העבודות, לצורך נחיתת מטוסי סילון גדולים. המסלול נחנך ב־21 בדצמבר 1960 בהמראת מטוס לא סילוני של אל על. במקביל, שופץ מבנה הטרמינל.
מטוס סילוני גדול ראשון נחת בנמל בתחילת ינואר 1961. כניסת מטוסי הסילון הציבה בפני הנהלת הנמל אתגרים שונים וביניהם, יצירת שקעים בחניות המטוסים בשל כובד המטוס, צמצום מקומות החניה למטוסים אחרים וכן קשיים בתדלוק.
במהלך שנות ה-60 של המאה ה-20 הופסקה הפעילות האווירית הפנים ארצית בנמל והועברה לשדה דב. רק ב-1969 שבו טיסות פנים לפעול בנמל.
בשנת 1961 נפתח בקרבת שדה התעופה מלון אוויה, מלון התעופה הראשון במזרח התיכון, ששירת אנשי עסקים וצוותי אוויר. שירותי המלון פעלו ללא הפסקה לאורך כל היום והלילה כולל המסעדות ושירות ההסעה לשדה התעופה אשר יצא מדי חצי שעה.
עד שנת 1972 היה אולם הנוסעים הנכנסים פתוח ומקבלי הפנים יכלו לגשת אל הנוסעים המגיעים מיד עם נחיתתם, אולם בעקבות הטבח בנמל התעופה לוד הוקם קיר זכוכית משוריין גדול שהפריד בין מקבלי הפנים לבין הנוסעים.
עם פרוץ מלחמת יום הכיפורים ב-1973 שוב הצטמצמה התנועה האווירית האזרחית בנמל, וזה קלט את 566 מטוסי הרכבת האווירית שהטיסו ציוד צבאי לישראל.
לאחר מותו של דוד בן-גוריון בדצמבר 1973 נקרא על שמו שדה התעופה, ושנים ספורות לאחר מכן השתרש שם הקיצור "נתב"ג" ככינויו של נמל התעופה.
עם השנים והעלייה בתנועה האווירית, הורחב השדה באופן משמעותי על ידי רשות שדות התעופה שקמה ב-1977 והופקדה על ניהולו של הנמל. בין היתר, נוספה קומה שנייה לטרמינל הנוסעים ובה מתחם לחנויות פטורות ממכס (דיוטי פרי), נבנו שערי עלייה למטוס חדשים, אולם מקבלי פנים חדש ומגדל פיקוח חדש. כל אלה נוספו לבניין המנדטורי בשיטת "טלאי על טלאי". בתחילת שנות ה-90 נסלל מסלול הסעה במקביל למסלול הנחיתה הראשי.
מראשית שנות ה־90.
ב־1993 נערכה הבדיקה הראשונה למציאת חלופות להקמת בית נתיבות חדש בנמל. טרמינל 1 היה מסוגל באותה עת להעניק מענה להיקף תנועה של עד 5 מיליון נוסעים בשנה, וההערכות דיברו על הכפלת היקף התנועה בנמל בתוך 7 עד 10 שנים, ועל סיום הקמת המבנה בתוך 4 עד 5 שנים, בעלות של כ־500 מיליון דולר.
לפי ההחלטה המקורית של ממשלת ישראל ב־16 בינואר 1994, הוכרזה הקמתו של טרמינל 3 כפרויקט לאומי ותאריך היעד לפתיחתו נקבע לשנת 2000, כחלק מאירועי המילניום החדש. לפי התחזיות, שנת 2000 הייתה אמורה להביא ארצה גל של תיירות צליינית, ומסיבה זו שמו המקורי של הטרמינל היה "נתב"ג 2000". תנועת הנוסעים והמטוסים בנמל אכן הגיעה לשיא בשנת 2000, אך לאחר פרוץ האינתיפאדה השנייה בחודש ספטמבר באותה שנה, צנח מספר הנוסעים השנתי בכ־2.5 מיליון בשנת 2002. הנמל התאושש מתקופת שפל זו לאחר חמש שנים, ורק בשנת 2007 עברו נתוני התעבורה דרכו את אלה של שנת 2000.
בשל התדיינות משפטית הוקפאו עבודות ההקמה של טרמינל 3 עד שנת 1997. לתוכנית היו מתנגדים רבים שטענתם המרכזית הייתה כי הגדלת שדה תעופה, הנמצא בלב גוש דן, במקום בניית שדה תעופה חדש מרוחק יותר, היא צעד שגוי. כך הוצעו מספר אתרים חלופיים לתוכנית בניית טרמינל חדש, ביניהם בסיסי חיל האוויר בחצור ובנבטים. על פי התוכנית החלופית, היה אמור שדה התעופה המרוחק להיות מחובר אל מרכז הארץ באמצעות רכבת מהירה או כביש מהיר. בניית הטרמינל התעכבה בעקבות התנגדויות תושבי האזור, באמצעות פעילות ציבורית ומשפטית. לאחר שכשלו במאבקם נגד הרחבת שדה התעופה, הונחה אבן הפינה לטרמינל החדש ב־25 באוקטובר 1998. שנתיים מאוחר יותר הקבלן הראשי של הטרמינל, חברת קבלנות טורקית, פשט רגל, והפרויקט התעכב בשנה נוספת. את מקומה של החברה הטורקית תפסו קבלנים ישראלים, אולם אף בעבודתם חלו מספר עיכובים והפתיחה התעכבה ב־18 חודשים נוספים. לבסוף נחנך טרמינל 3 באופן רשמי ב־2 בנובמבר 2004.
למעלה משמונים גופי תכנון השתתפו במערך התכנון של נתב"ג 2000, דבר המצביע על מורכבותו וגודלו של הפרויקט. משרדי האדריכלים המרכזיים שפעלו באתר היו משרד "יונה פיטלסון־שילה־יעקובסון אדריכלים" שתכננו את מבנה הטרמינל המרכזי, את האגפים הלוגיסטיים ואת מבני החניונים, משרד רם כרמי ועדה כרמי בשיתוף משרד האדריכלים לישר־אלדר שתכננו את אגף מקבלי הפנים, משה ספדיה שתכנן את אגף היוצאים וכן את קניון הדיוטי פרי. את גן הדקלים הסמלי שבין שני מבני החניונים שבחזית הטרמינל, תכנן משרדו של אדריכל הנוף הירושלמי שלמה אהרונסון.
בתקופת ההרצה של הטרמינל החדש התגלה כי זמן היציאה הצפוי לנוסעים עלה משלוש שעות בטרמינל הישן לארבע שעות בטרמינל החדש וחברות התעופה הזרות הצביעו על ליקויים נוספים. המרחק בין נקודות הרישום והבידוק לשערי היציאה הוא כ־900 מטר והפתרון שניתן לכך הוא שילוב מסועי הליכה (דרכנועים) שמקצרים את זמן המעבר. אף על פי שבטרמינל החדש הותקנו 24 גשרי עלייה למטוס ("שרוולים"), כמקובל ברוב נמלי התעופה המודרניים בעולם, חלק מחברות התעופה עדיין מעדיפות להשתמש באוטובוסים על מנת להעביר נוסעים מהטרמינל למטוס מטעמי חיסכון בעלויות, ומותקנים בו שישה שערי יציאה המיועדים למטרה זו.
בעקבות הקמת הטרמינל החדש הוגשו כחמשת אלפים תביעות לפיצויים בסכום כולל הנאמד בחמישה מיליארד ש"ח במחירי שנת 2000, על ירידת ערך נכסים בסביבת נמל התעופה בגלל התגברות הרעש מהרחבת הנמל. בתחילת שנת 2011 טרם גובש מתווה מוסכם לקביעת גובה הפיצויים והעניין מצוי בערעור בפני בית המשפט העליון.
בחודש יוני 2010 החלו עבודות להארכת המסלולים הקיימים והוספת מסלולי הסעה שהסתיימו בתחילת שנת 2014. במסגרת שיפור השירותים ותנאי הבטיחות האווירית בנמל, החלה הקמת מגדל פיקוח חדש ובניית זרוע רביעית בטרמינל 3. במהלך העבודות הופעל הנמל במשך כל שעות היממה עקב סגירת מסלולי טיסה, דבר שגרם למפגעי רעש לתושבי האזור, עד שעתירת ראש עיריית חולון, מוטי ששון, התקבלה, ונקבע כי המצב ישוב לקדמותו.
בחודש יולי 2014, במהלך מבצע צוק איתן, השתנו סדרי ההמראה והנחיתה בנמל בעקבות סגירת חלקים מהמרחב האווירי האזרחי, ומסירתם לשימושו של חיל האוויר. דבר זה, יחד עם שיגורי הרקטות התכופים לעבר מרכז הארץ, שבמהלכם לא התאפשרו נחיתות והמראות, הביא לעיכובים ולאיחורים בזמני הטיסות. ב־22 ביולי 2014, בעקבות נפילת רקטה ביהוד, הודיעו עשרות חברות תעופה אמריקניות ואירופאיות על הפסקת טיסותיהן לישראל וממנה. שינוי מדיניות היירוט של רקטות לאזור הנמל הביא לחידוש הטיסות, למעט טיסותיה של חברת קוריאן אייר אשר חידשה את פעילותה רק ב־13 בספטמבר 2014.
תוכניות עתידיות.
בדצמבר 2017 פרסמה רשות שדות התעופה האזרחית תוכנית להרחבה של נמל התעופה ולניצול כלל זכויות הבנייה בו. התוכנית צפויה להתבצע בהשקעה כספית כוללת של כ-9 מיליארד שקלים. בין מטרות התוכנית הרחבת הפעילות בטרמינל 1 לטיסות בינלאומיות מוזלות, הרחבת הפעילות בטרמינל 3 לטיסות הרגילות כולל הרחבת אזור הבידוק וביקורת הדרכונים ומספר שרוולי העלייה למטוסים, בניית טרמינל חדש ייעודי לטיסות הפנים (פינוי מחלקת טיסות הפנים מטרמינל 1 לטרמינל חדש), הרחבת שטחי החנייה למטוסים, פינוי אזור המטענים ליד הטרמינלים והקמת מסוף מטענים גדול בהרבה מצידו השני של השדה, בגבול בינו לאור יהודה ויהוד, וכן סלילת כביש גישה נוסף סמוך לכפר חב"ד בעלות כ-400 מיליון שקלים, הכולל מחלף ומנהרה מתחת לכביש 1, שיקצר את דרך הגישה לנמל התעופה לבאים ממרכז הארץ.
על פי הסכם שנחתם בנובמבר 2018, נתב"ג צפוי להתחבר עד סוף 2020 לרשת הולכת הגז הטבעי בישראל, וישודרג מרכז האנרגיה הקיים בנמל התעופה, הכולל כיום תחנת כוח לייצור חשמל באמצעות סולר כגיבוי למערכת הולכת החשמל של חברת החשמל. מרכז האנרגיה המשודרג, שכולל הסבה של תחנת הכוח להפעלה בגז, יאפשר לנמל התעופה לייצר חשמל באופן עצמי לכל צרכיו ללא מעורבות של חברת החשמל. עלות פרויקט חיבור נתב"ג לצינורות הגז הטבעי ושדרוג מרכז האנרגיה היא כ-150 מיליון שקלים.