La marine impériale japonaise a construit la base en 1938 pour accueillir le Kokutai, l'un des plus formidables escadrons de chasse de la marine pendant la Seconde Guerre mondiale. Les avions basés à Atsugi ont abattu plus de américains lors des bombardements de 1945. Après la reddition du Japon, de nombreux pilotes d'Atsugi ont refusé de suivre l'ordre d'Hirohito de déposer les armes, et se sont mis à larguer dans le ciel des tracts sur Tokyo et Yokohama exhortant les habitants à résister aux Américains. Finalement, ces pilotes ont abandonné et ont quitté Atsugi.