Lentotoiminta Harkovassa aloitettiin 25. maaliskuuta 1924 ja ensimmäinen kansainvälinen reitti avattiin vuonna 1928. Pian havaittiin, että Harkovan lentokonetehdas tarvitsi paremman lentokentän; uusi paikka löytyi 12 kilometriä keskustan eteläpuolelta Osnovan taajaman lähistöltä. Sinne perustettu uusi lentoasema aloitti toimintansa 6. joulukuuta 1932. Tätä lentoasemaa on uudistettu sittemmin useasti. Esimerkiksi vuosina 1951-54 rakennettiin neuvostomalliin uudistettu, nykyisin vanhana terminaalirakennuksena tunnettu lentoasemarakennus. Samaa stalinistista rakennustyyliä ja moskovalaista projektituotantoa sovellettiin esimerkiksi Lvivin, Jekaterinburgin ja Tšeljabinskin lentoasemilla. Myöhempää tuotantoa on uusi matkustajaterminaali 2, jotka rakennettiin ennen vuoden 2012 jalkapallon Euroopan mestaruuskisoja.