Während des Zweiten Weltkrieges nutzte nach der Besetzung Dänemarks durch die deutsche Wehrmacht die deutsche Luftwaffe den Flugplatz ab Frühjahr 1940 als Fliegerhorst. Kastrup war ab April 1941 Hauptbasis der Blindflugschule 4 und ab September 1944 lagen hier zusätzlich die Ju 88G der I. Gruppe des Nachtjagdgeschwaders 7 (I./NJG 7) bzw. nach Umbenennung eines Teils der IV. Gruppe des Nachtjagdgeschwaders 2 (IV./NJG 2). Im Februar 1945 endete der Flugbetrieb im Wesentlichen, in den letzten Kriegsmonaten war der Flughafen jedoch Ziel von Evakuierungsflügen aus Ostpreußen und dem Baltikum.