東京国際空港
正式開港前の羽田
江戸時代後期、羽田村沖の干潟が水田開発を目的として干拓され、後にこの干拓地には羽田江戸見町（鈴木新田字江戸見崎）、羽田穴守町、羽田鈴木町（鈴木新田字宮ノ下・辰巳ノ方・巽ノ方・明神崎・鈴納耕地・堤外東南）、羽田御台場、鈴木御台場（鈴木新田字御台場・御台場耕地・辰巳島）、猟師町御台場（羽田猟師町）の地名が割り振られた。
1917年（大正6年）、玉井藤一郎が日本飛行学校をこの地に開校した。多摩川河川敷（主に川崎側）を滑走路として利用していた。。1923年（大正12年）の関東大震災の時に鉄道が壊滅的被害をうけ、帝国飛行協会副会長の長岡外史は飛行機による物資輸送の重要性を主張し、羽田に欧米の空港並みの施設が必要と提言している。大正時代には京浜急行が経営する羽田運動場が日本飛行学校の近隣に存在した。遊園地や海水浴場を併設した一大レジャー施設だったが、1938年の東京飛行場の拡張工事に伴い買収され消滅した。
正式開港
当初民間航空会社は立川陸軍飛行場（北多摩郡立川町砂川村　現・立川飛行場）を使用していたが、軍民共用のため制約が多かった。民間の航空需要の高まりを受け、東京中心部からの利便性も高い羽田の干拓地北側に空港を建設することが決定し、飛島組（現・飛島建設）が埋め立て工事を行った。1930年1月には空港施設の建設工事が始められた。
1931年8月25日、荏原郡羽田町鈴木新田字江戸見崎の北側（現在の整備場地区付近。翌年に東京市蒲田区羽田江戸見町となる。）に、日本初の国営（逓信省管轄）民間航空専用飛行場として東京飛行場（羽田飛行場）が正式に開港した（面積53ha、滑走路300m、幅15m）。日本の民間航空史における重要な出来事であった。
ただ、コンクリート敷の滑走路以外はほとんど草地であったうえ、無線による管制が行われていないため管制塔もなかったなど、設備は簡素なものであった。滑走路脇にカタカナの右読みで「トウキヤウ」と書かれたコンクリート製の標識文字が設置されていた。
記念すべき第1便は、日本航空輸送の大連行き定期便であったが、当時の航空運賃は非常に高額で乗客がいなかったため、代わりに大連のカフェに送る松虫や鈴虫6000匹が載せられた。個人の利用としては1931年8月29日、広島の飛行場からマルガ・フォン・エッツドルフが到着している。
アジアにおける民間航空の拠点
東京飛行場は、開港翌月の1931年9月25日には初の税関設置飛行場に指定されており、当初から国際飛行場としての役割が期待された。1932年には気象台羽田出張所が開設されて航空気象観測が行われるようになり、1933年には立川飛行場の民間航空部門が移駐してきた。
この頃には日本航空輸送や満州航空の拠点となり、大阪や福岡、台北や京城などの国内主要都市に向けた国内線のみならず、満州国や中華民国、タイ王国やフランス領インドシナへ向けた国際線の運航も活発化し、これに併せて「東京国際飛行場」と呼ばれるようになったほか、ターミナルやハンガー、滑走路や各種航法設備などの充実が行われた。
なお、1930年代後半に同盟関係を結んだ枢軸国同士として第二次世界大戦を共闘することとなるドイツへの直行便も計画されたが、国際情勢の悪化のために実現されなかった。しかし大日本航空（日本航空輸送の後身）が就航していたタイのバンコクで、ヨーロッパ各都市へ向かうイギリスのインペリアル航空などの国際線と接続することとなった。
また、1937年5月には欧亜連絡飛行を行った「神風号」の帰着地に、同月には後に公認世界記録を樹立する「航研機」の初飛行場所に、1939年8月には国産航空機として初の世界一周飛行に挑んだ「ニッポン号」の発着地となるなど、羽田は日本の航空史に名を残す数々の偉業の舞台となった。さらに、1938年にルフトハンザドイツ航空のフォッケウルフ・Fw200コンドルが、1939年にはユンカースJu 52が、ベルリンと羽田の間を結んでいる。
戦時下
1937年7月に始まった日中戦争以降も内際の民間航空輸送は引き続き行われているが、戦時体制のため日本航空輸送は国際航空などと合併し国策会社の大日本航空となり、日本国内における航空輸送事業は同社によって統一営業されることとなった。なお、当時1940年東京オリンピックのため羽田を上回る大飛行場（東京市飛行場）の建設工事が現在の江東区夢の島で進められていたが、日中戦争の影響で工事が中断したため、引き続き羽田が帝都の航空交通の中心として使われ続けることとなった。
1938年から1939年にかけて飛行場の隣接地が買収され、最初の拡張工事が実施された。面積は72haとなり、滑走路の延長と新滑走路の建設が行われた結果、全長800メートル・幅80メートルの滑走路2本が十文字型に配置されるレイアウトになった。これにより、当時としては近代化された民間飛行場となった。
1940年9月には国産旅客機三菱 MC-20の完成披露式が、同月28日の航空日（のちの空の日）には朝日新聞社主催の航空ページェントが開催された。後者ではモーリス・ファルマン機や鹵獲機ポリカルポフI-16が飛行し、また陸軍航空部隊の戦闘機・爆撃機によるアクロバット飛行・展示飛行や東京湾上での実弾演習が披露されている。なお、航空ページェントを報じる10月1日公開のニュース映画『日本ニュース』第17号では本地を「羽田の東京空港」と紹介している。
1941年1月より、大日本航空が日本の委任統治領のサイパンやパラオを経由してジャルート環礁までの定期旅客便を川西式四発飛行艇により就航させたが、羽田には飛行艇の施設がなかったため横浜港発着であった。1941年10月には海軍航空要員の訓練を行う霞ヶ浦海軍航空隊の一部が分遣隊として移駐、軍用飛行場としても使用されることとなり、同年12月に太平洋戦争（大東亜戦争）が勃発すると日本の民間航空は事実上停止した。
これ以降終戦までの間は、国内線や同盟国の満州国やタイ王国のほかに、香港やジャカルタ、マニラやシンガポールなどこれまでイギリスやアメリカ、オランダの植民地であったが、南方作戦で日本軍が占領した東南アジア各都市や、ニューギニアのウェワクやラバウルといった日本軍勢力圏へ向けて福岡第一飛行場をハブとし、陸軍の特務航空輸送部が定期便を就航させている（徴用された大日本航空が委託運航）。
また、南方作戦で鹵獲されたアメリカ軍や中華民国軍、オランダ軍やオランダ領インド航空のボーイングB-17やカーチス・ライトP-40、ダグラス DC-5などの展示会も行われた。大戦末期には日本本土を空襲や機銃掃射する連合国軍機の爆撃目標となったため、飛行場内外に陸海軍が高射砲・高射機関砲を配置しこれに備えた。
連合国軍による強制接収
第二次世界大戦終結後、連合国による占領下におかれた日本は、一般命令第一号によって各地の飛行場や航空施設を良好な状態で保存するよう命じられた。東京飛行場については1945年9月12日に連合国への引き渡しが命じられ、翌13日には自動小銃で武装した兵士らがジープで乗り付けて飛行場にいた者を追い出して接収した。
東京飛行場は日本に駐留する連合国軍（実態は関東地域の占領を担当したアメリカ軍）が使用する基地となり、ハネダ・アーミー・エアベース（Haneda Army Airbase、羽田陸軍航空隊基地）と呼ばれることとなった。なお、飛行場の正式名称に「羽田」が用いられたのは、このときが初めてである。
しかし、アメリカから見て当時の東京飛行場の規模（面積72ha）はローカル空港程度でしかなく、早急な機能拡張が求められた。そのため、9月12日の引き渡し命令の対象は、既存の飛行場施設に留まらず、拡張用地確保を目的として隣接する3町（羽田鈴木町・羽田穴守町・羽田江戸見町）をも含んでいた。この地区には1200世帯・3000人が居住していたが、敗戦国であった日本に拒絶の余地はなく、終戦を迎えたばかりの対象住民らは同21日に警察から口頭で12時間以内の退去を知らされた。その後区役所と警察を介して行われた交渉によって制限時間が48時間以内に延長されたが、それ以降立ち入った者に生命の保証はないとの条件が付けられた。住民らは短時間のうちに家財をリヤカーや舟に積んで立ち退くことを余儀なくされた。
制限時間経過後も忘れ物を取りに命懸けで戻る者がいたこと等から、その後GHQから日中に限り町への出入りが1週間だけ認められたというが、住民の退去後旧居住区は稲荷橋に設けられた入場ゲートや武装したアメリカ軍憲兵によって封鎖され、住民たちは完全に排除された。何ら補償も行われないままこの地を追われた旧住民らは、住居がアメリカ軍の巨大なブルドーザーやショベルカーによって軒並み取り壊されていく様を海老取川の対岸から見守ることしかできなかった。接収された地が旧住民らの手に再び戻ることはなく、その大部分がB滑走路の一部を含む空港敷地として今日も使われ続けている。
なお、日本国政府はその後土地の所有者に金銭を支払い登記を国に移す作業を続けてきたが、全てを取得するには至らず、2012年に所有者不明の土地について登記移転の訴訟を起こしている。この裁判では「時効取得」が成立するかが争点となり、一審では「国に所有の意思はなかった」として棄却されたが、2015年に高等裁判所が「国はGHQの要求で、法的根拠も契約もなく占有した。所有の意思がないと証明されたとは言えない」として逆転判決を言い渡した。
11月から本格的に開始されたアメリカ軍808飛行場建設部隊による大規模な飛行場拡張はまたたく間に進展し、水路（東貫澪）を浚渫して鈴木御台場と繋ぎ、広大な敷地を造成した。しかし、敷地内にあった穴守稲荷神社の大鳥居だけは頑丈にできていたため撤去できず、その後もこの地（更地、後に駐車場）に残された。この大鳥居は、沖合展開事業に伴う新B滑走路の拡張計画にて障害となるため撤去の計画が出ていたが、移転費用を近隣住民を主体とする有志が負担すると申し出たことにより、1999年2月に800メートルほど南の現在位置に移される。
なお、接収地の一部であった黒田家（旧福岡藩）の鴨池に、上述の航研機を含む場内に留置されていた多くの日本の飛行機や兵器が投棄されており、現在も敷地内の地中に残されていると言われる。この時の拡張工事はGHQの重機と「占領軍労務者」として働いた約2000人の日本人たちによって1946年6月までに竣工し、旧A滑走路（2000m×45m）と旧B滑走路（1650m×45m）が完成した。
民間航空機と日本航空の就航
連合国の占領下の日本においては、民間航空を含むすべての日本籍の航空機による活動が禁止されていたため、ノースウェスト航空やパンアメリカン航空（両社ともに1947年）、英国海外航空(1948年)やフィリピン航空(1949年)、カナダ太平洋航空(1949年)、民航空運公司(1950年)などの、連合国の民間航空の定期便の乗り入れが開始された。
なお、英国海外航空のショート・サンドリンガム「プリマス型」飛行艇で運航されていたイギリス南海岸のプールと香港を結ぶ路線を延長すべく、1946年3月にイギリス連邦占領軍のサー・セシル・バウチャー少将が東京国際空港沖への乗り入れを連合国軍最高司令部のダグラス・マッカーサー最高司令官に求めたが、飛行艇用の滑水路やハンガー、ターミナルの施設が無いため拒否された。このため、1948年3月19日以降暫くはイギリス連邦占領軍の拠点である岩国基地へ乗り入れていたが、その後羽田空港への陸上機での乗り入れが許可された。
その後サンフランシスコ講和条約が締結され、連合国による日本占領が終結に近づいた1951年10月25日には、日本の航空活動が解禁されたことを受けて、第二次世界大戦後初の国内民間航空定期便として日本航空のマーチン2-0-2型機「もく星号」が、羽田空港 - 伊丹空港（大阪） - 板付空港（福岡）間の定期旅客運航を開始した。
日本の空の玄関口
その後1960年代に入ると、羽田は日本の空の玄関口・首都の空港として、1961年には滑走路が3,000mに延伸されたほか、日本航空や外国航空会社によりダグラス DC-8やボーイング707、コンベア880などの大型ジェット旅客機が次々と就航したほか、ルフトハンザドイツ航空（1961年）やガルーダインドネシア航空（1962年）、ユナイテッド・アラブ航空（現在のエジプト航空、1962年）やアエロフロート航空（1967年）、マレーシア-シンガポール航空（現在のマレーシア航空とシンガポール航空、1968年）など新規乗り入れ航空会社が相次ぎ、さらに地方空港の整備が進んだことで地方路線が増加した。
これを受け、1964年に行われた東京オリンピックにあわせ空港設備の整備拡張が行われた。まず、旅客ターミナルが増築（東京五輪後も度々行われた）されたほか、旧C滑走路（3150m×60m）の新設、東京モノレールの乗り入れや貨物や検疫施設の拡充などが行われ、8月には旅客ターミナル向かいに初の空港敷地内ホテルである羽田東急ホテルがオープン。
1966年には、空港周辺で単独機としては当時世界最悪の事故となった全日空羽田沖墜落事故が発生し、その1か月後にはカナダ太平洋航空402便着陸失敗事故が発生するなど悲劇もおきた。その後1971年に旧B滑走路が2500mまで延伸し、旧羽田空港が一応の完成を見た。
混雑
一方で、1964年に一般旅行者の海外旅行自由化が行われたことや、地方路線の機材大型化やジェット化が進んだことなどもあり、高度経済成長期真っただ中の1960年代後半には、羽田空港の施設では増大する一方の離着陸をさばくのが困難になった。ターミナル寄りの旧A滑走路 (15R/33L) の使用を停止して駐機スポットにするなどの策も講じられたが、それでも増加する乗り入れ機の対応が難しくなった。また、旧A滑走路の使用停止により発着便の増加が事実上不可能になったうえに、旅客ターミナルにボーディングブリッジが設置されていないほか、旅客ターミナルの混雑や貨物ターミナルの処理能力も限界に達し、抜本的な解決を望む声が多くなった。
この様な声に対し、当時の運輸省は羽田空港の沖合展開（更なる埋め立て）を検討したものの、当時の港湾土木技術では沖合移転に必要な埋め立て工事には多大な困難が予想されたことや、アメリカ空軍横田飛行場の管理していた東京西部空域との兼ね合いもあり、1962年11月16日に、首都圏第二空港の開設が閣議決定された。その後行われた候補地の検討と紆余曲折の結果、1966年7月4日に千葉県内陸部（成田市・芝山町）での新東京国際空港（現・成田国際空港、成田空港）建設が閣議決定される。
成田空港への国際線移管
1970年には、パンアメリカン航空と日本航空が相次いで当時の主力機材であったボーイング707型機やDC-8型機の倍以上の座席数を持つボーイング747型機を就航させ、ノースウエスト航空や英国海外航空、エールフランス航空やKLMオランダ航空などの他の乗り入れ航空会社もその後を追ったものの、ボーディングブリッジを備えたスポットがわずか3か所しかないなど、大型機の就航に施設拡充が間に合わないような状況は続いた。
もともと成田空港（当初案は富里空港）の位置は羽田空港の存続を前提に検討・決定されたものであるが、運輸省は羽田空港を廃止してでも東京湾内に大空港を建設する案を提唱した産業計画会議に対して非常識と退けつつも「都心から極めて近く、施設もすでに完備されており、国内線用空港として得難い貴重な存在である」と回答しており、羽田の既存の施設を残してあくまで補完的に使用を続けていく方針であった。しかし、成田空港問題の発生により、成田開港は当初計画の1971年から大幅に遅れた。
そのうえ、日本の高度経済成長が続いていた1970年代中盤には、日本航空がボーイング747型機を国内線に投入したほか、国内線のみを運航する全日本空輸や東亜国内航空もロッキード L-1011 トライスター型機やエアバスA300型機などのワイドボディ機の就航を開始したことから、首都圏の航空需要を一手に引き受けていた羽田空港は、国際線のみならず国内線ターミナル・貨物ターミナルの処理能力も限界に達してしまう。
そして1978年5月20日に漸く成田空港が開港を果たすと、外交的問題から成田空港への移転を行わなかった中華民国（台湾）の中華航空（現・チャイナエアライン）を除く全ての国際線が成田に移転した。なお、その後1990年代に就航開始した中華民国のエバー航空も羽田空港を利用することとなった。詳細は「国際線の就航状況」の節を参照のこと。
国際チャーター便就航
第2旅客ターミナルビルの供用開始に先駆け、1998年3月20日に第2旅客ターミナルビルの南寄りに暫定国際線旅客ターミナルビルが完成した。当初は、チャイナエアラインのみが使用していたが、2002年4月18日に成田空港のB滑走路が暫定供用を開始したことに伴い、チャイナエアラインとエバー航空は成田空港発着となった。
これに伴い、浮いた発着枠が活用されたのが同年開催された2002年サッカーワールドカップ日韓大会開催に伴う日韓間の航路であった。
韓国の首都・ソウルにおいては、ソウル市内にある金浦空港に代わり、2001年に国際線空港として新たに仁川国際空港が開港し、金浦空港に発着する国際線は全て同空港に移転し、金浦空港は事実上国内線専用空港となった。
この仁川国際空港は国際的には行き先こそ「ソウル」と案内されることが多いが、実際にはソウル市内ではなく仁川市内に存在するうえ、当時はソウル市内とのアクセスが遠く不便であるなど、これらの点においては、日本の羽田空港と成田空港との関係によく似た状況にあった。
そこで、このワールドカップ開催期間中およびその前後に、日韓両国の首都かつその中心部から程近い場所に位置する羽田空港と金浦空港を結ぶチャーター便を開設させた。このチャーター便が好評を博したため、翌2003年からは「定期チャーター便」という定期便に限りなく近い方式で同ルートが開設された。
さらに2007年には同じく定期チャーター便方式で、羽田と中華人民共和国の上海虹橋国際空港の間に、2008年には香港国際空港との間に、2009年には北京首都国際空港との間に航路が開設された。
B滑走路高速離脱誘導路
2009年7月、B滑走路で着陸した航空機が速やかに滑走路から退避するための高速離脱誘導路と、それに接続する誘導路が供用開始された。高速離脱誘導路とは、航空機が比較的高速のまま滑走路から平行誘導路へ移動できるように、滑走路に対して斜めに配置するものであり、着陸機の滑走路占有時間が短くなることで、発着回数を増加させ、空港処理能力を向上させることができる。
2009年には、羽田空港の出発機は1時間あたり32機、到着機は28機と到着機の方が少なかったが、到着機が速やかに滑走路を脱出する事で、到着機を1時間あたり29機へ増やすことが可能とされ、これにより1日あたり14便までの増枠ができると見込まれた。この工事と並行して、A・B平行誘導路を結ぶ誘導路も新設した。
再拡張事業
航空需要の増大から、羽田空港においては、ラッシュ時は2分間隔で発着が行われるなど、1990年代には発着能力が限界に達しており、増便は困難な状況になっていた。限られた発着枠でできるだけ輸送量を大きくするため、羽田空港では日本の空港としては唯一、小型機の乗り入れが原則として禁止されており、その結果、特に地方空港の利便性が低下し不満が高まっていた。そこで2000年9月から、首都圏第3空港調査検討会により、羽田空港の再拡張や、首都圏に羽田・成田に次ぐ第3の空港を設置し、航空需要の増加に対応する案が検討された。その検討の結果、日本国政府は2001年12月19日に、第3空港の設置より優位性のある羽田空港の再拡張を優先的に行うことを決定し、以下の事業が行われた。
新管制塔
D滑走路は旧来の管制塔からかなり離れており、旧管制塔から管制官が目視したとき、安全上規定されている視野角を部分的に確保することができず、また、新設される誘導路の一部が建物の陰に隠れてしまい、機体を目視で確認できない部分が生じてしまう。そこで新たに旧管制塔の南東側、第2駐車場に隣接する「バスプール」のエリアに世界で3番目（当時）・国内最高の高さとなる116mの新管制塔を建設し、2010年1月14日に運用を開始した。これにより、それまでの旧管制塔の飛行場管制室は供用開始から16年で役目を終えたことになるが、新管制塔供用開始後も撤去されずバックアップ用の予備管制塔となった。なお、新管制塔で新設されるのは飛行場管制室とその付帯設備だけで、ターミナルレーダー管制室や航空局庁舎は従来の位置のままである。
また、発着能力増大に伴いグランドコントロールだけでは対処飽和になる可能性が出てくることから、グランドコントロールとは別にエプロン地区のみを管制する「ランプ・コントロール」導入が考えられた。仮に導入された場合、これまでの旧管制塔は成田国際空港の旧管制塔のように「ランプ・コントロール・タワー」として利用することも検討されたが見送られた。
国際線地区
A滑走路とB滑走路および環八通りに囲まれ、かつての国内線ターミナル（1993年まで）と国際線ターミナル（1998年まで）、日本航空のライン整備センターなどがあった区域に、新しい国際線旅客ターミナルビルと国際貨物ターミナル、エプロンなどを建設し、国際線地区としてPFI手法を用いて整備した。2008年4月8日に起工式が行われ、2010年7月末に完成し、同年10月21日に供用開始された。これに伴い、10月12日に旧・P5国際線駐車場が営業を終了し、10月20日に暫定国際線旅客ターミナルビルが閉鎖された。
国際線旅客ターミナルビルは、5階建て延べ床面積約15万9000平方メートル（付属棟含む）のターミナルビルと6層7段の駐車場（約2300台収容、延べ床面積約67,000平方メートル）で構成される。空港ターミナルビルには、江戸の町並みを再現した商業ゾーン（4階「江戸小路」）や日本最大級の規模の免税店を設置して収益を確保する見通しである。国際旅客ターミナルビルの整備・運営は、国内線ターミナルビルを運営している日本空港ビルデングを筆頭株主とする特別目的会社「東京国際空港ターミナル株式会社 (Tokyo International Airport Terminal Corporation, TIAT)」がPFI方式で実施している。
スポットは固定スポットとオープンスポットが各々10か所設置されるのみであるうえ、旅客ターミナルビルがA滑走路とB滑走路および環八通りに囲まれ、更なる拡張も難しいと考えられたことから、前原国土交通大臣が提唱した「羽田空港国際ハブ空港化」の実現には不十分な規模であるとの指摘もあった。
国際貨物ターミナルは、年間50万トンを処理する貨物上屋2棟・生鮮上屋・燻蒸施設などで構成される。国際貨物ターミナルの整備・運営は三井物産グループが設立した特別目的会社「東京国際エアカーゴターミナル株式会社 (Tokyo International Air Cargo Terminal LTD, TIACT)」がPFI方式で実施している。
エプロン・周辺道路などの整備は大成建設を筆頭株主とする特別目的会社「"羽田空港国際線エプロンPFI株式会社"」が実施している。
国際線ターミナルビルの開業に合わせ、同ターミナルへのアクセスとして、東京モノレール羽田線は一部ルートを変更し、ビルに隣接する形での新駅「羽田空港国際線ビル駅」を建設した。また、京浜急行電鉄空港線も、羽田空港駅 - 天空橋駅間のターミナルビル地下に新駅「羽田空港国際線ターミナル駅」を開業し、あわせて国内線ターミナルの最寄駅である羽田空港駅の名称を「羽田空港国内線ターミナル駅」に変更した。
羽田空港船着場の開設
観光面および防災面から、国際線ターミナル近くに羽田空港船着場を開設した。
多摩川左岸に三愛石油株式会社が所有していたタンカーバースを譲り受け、2011年5月より旅客用に改修する工事を行い、同年7月に利用開始された。その後、陸上部分の2期工事が行われ、同年11月30日に待合室施設などが新設され、完成した。
国内線第1ターミナルの整備
2011年11月16日、国内線第1旅客ターミナルビルのリニューアル工事が完了した。チェックインカウンターが並ぶ2階の出発ロビーの天井には、自然光を取り入れる開口部が設けられ、明るい雰囲気となった。また、保安検査場を通過した後の制限エリア内の商業施設を大幅に拡充したほか、屋上展望デッキも改装して航空機をより見やすくなるようフェンスを更新した。
国際線ターミナルの拡張
2009年10月13日、当時の国土交通大臣、前原誠司は地方空港から韓国仁川国際空港を経由した海外渡航が増加している現状を問題視。その原因とされている「内際分離」の原則（国際線は成田空港、国内線は羽田空港）を改め、羽田空港と成田空港を一体的に運用し、羽田空港を24時間使用可能な国際ハブ空港とする方針を明かした。この方針を受け、新設した国際線旅客ターミナルビルを2013年度をめどに夜間駐機場として整備された北側エプロン方面へ延長増築し、搭乗口を増設する拡張計画が打ち出された。
拡張部分についてもPFI事業として整備され、2011年6月21日、国土交通省と東京国際空港ターミナルが国際線旅客ターミナルビル本館の改修と増築、北側エプロンへの固定スポット8か所分のサテライト増築、立体駐車場の増築、ホテルの新設を内容とする拡張計画に合意した。また、2012年8月31日、国際線エプロンの増設などの拡充整備による事業契約の変更について、国土交通省関東地方整備局と羽田空港国際線エプロンPFI株式会社が変更契約を締結した。
2014年3月30日、拡張部の一部が供用開始。ターミナルビルはT字状になり、延べ面積は約15万9000m²から約23万6000m²に約1.5倍拡大、固定スポット（搭乗口）が10から18、チェックインカウンターが96から144、出発保安検査場が1カ所から2カ所に増加するなどした。
2014年8月28日、拡張部一般エリアが供用開始。イベントスペースや多目的ホール、レストランや物販店などの商業店舗が設けられた。
2014年9月30日、ロイヤルパークホテル ザ 羽田（現・THE ロイヤルパークホテル 東京羽田）開業。またホテル開業に合わせ、ビジネスジェット専用ゲートの供用が開始された。
C滑走路の延伸
2009年4月、政府・与党が長距離国際線への対応としてC滑走路を南東（D滑走路側）へ360m延長して3,360mにする方針を固め、追加経済対策に盛り込むこととした。これは長距離国際線の輸送力を増強、大型機の離着陸を可能にする施策で、特に深夜早朝時間帯に就航する長距離国際線の大型化が可能となる。2009年度中に着工し、2013年度完成予定であったが、用地内の廃棄物対策の検討に時間を要したため事業期間が約1年伸び、2014年12月11日より施設供用開始となった。
供用開始に伴い、深夜帯の北向き離陸用途として、現在主に使用しているD滑走路に加え、C滑走路の深夜制限も緩和されるため、エアバスA380型機やボーイング747型機などの大型旅客機も、深夜早朝にC滑走路を使用できるようになる。また関連する工事として、34Rに於けるILSの更新も行われ、2015年8月20日よりILSカテゴリーIIIa、2016年1月7日よりILSカテゴリーIIIbが供用開始となることで、視界不良時の着陸基準が新たに設定され、空港機能の冗長性向上が図られた。
成田空港開港まで
羽田空港には国内線・国際線ともに就航し、1930年代の開港当初から日本航空輸送や満州航空の国際線が乗り入れていた。戦後は日本の表玄関として、日本航空の国際線ハブ空港となったほか、1964年（昭和39年）に開催された東京オリンピックをピークに、世界各国からの国際線が乗り入れていた。
しかし、当時の羽田空港の設備では手狭となり、国内線を減便して国際線を運航していたこともあり、東京オリンピック開催後になると、羽田空港に代わる首都圏に新たな国際線空港を建設する動きが出始めた。そして、千葉県成田市に首都圏における事実上の国際線専用空港として、1978年（昭和53年）5月20日に成田空港（当初の正式名称は新東京国際空港）が開港した。
なお、この新東京国際空港は2004年（平成16年）4月1日から成田国際空港株式会社法により、同空港を管理する新東京国際空港公団が成田国際空港株式会社に改組・民営化（特殊会社化）され、同時に正式名称も「成田国際空港」に改称し現在に至る。
成田空港開港後
1978年（昭和53年）に新東京国際空港が開港すると、中華民国（台湾）の航空会社であるチャイナエアライン（中華航空）を除く国際線定期便は全て成田空港に移り、羽田空港は事実上、国内線専用空港となった。
成田空港が開港しても、チャイナエアラインだけは成田空港には移転せず羽田空港発着となった。この理由は、1974年1月に日本と中華人民共和国の中国共産党政府との間で締結された日中航空協定における予備交渉の席で、中国共産党政府代表団は日中間で航空路線が開設された後も、日本と中華民国との路線を維持することに異議を唱えない立場にあったが「中華民国の国旗（青天白日旗）を付けた中華航空機と同時に乗り入れる気持ちはない」と表明した結果、1974年1月に日本側でまとめた外務・運輸両省案の中で「中国民航は成田空港を使用し、中華航空は羽田空港を使用する。なお、成田空港開港までは暫定的に羽田空港を双方が供用するようにするが、所要の時間帯調整を行う」と定められたためである。
ところが、中華民国政府はこの「外務・運輸両省案」に示された中華航空の社名と機上の旗に関する問題を、「日華（日本と中華民国）の2国間のみの問題」ではなく、中華民国と中共間の問題ととらえ、妥協をすることがなかった。その結果、1974年4月20日を最後にチャイナエアラインによる日本乗り入れが中断された が、翌1975年7月1日の参議院における外務委員会において、宮沢喜一外務大臣が中華民国側の主張に沿った答弁を認める措置を採り、同年8月10日に再開された。
成田空港の開港後、羽田空港は都心に近く空港アクセスが良いうえ、空港旅客サービス料が無料であるほか、国内線との接続が良いなどのプラス面を享受することとなったチャイナエアラインの台北経由便を利用してアジア各国やホノルルへ行く利用者が増加し、同社はこの恩恵を四半世紀にわたり享受することとなる。1989年には中華民国の新規参入航空会社であるエバー航空も羽田空港発着で乗り入れを開始した。2002年には早朝・深夜枠を利用したグアムやアジア各国へのチャーター便の運航が始まったものの、同年4月18日に成田空港のB滑走路が暫定供用を開始したことに伴い、チャイナエアラインとエバー航空は成田空港発着となったが、2010年の再国際化に伴い再び羽田空港に発着するようになった。
定期チャーター便の就航と再国際化
前述した記事と重複するが、2002年に開催された日韓共催ワールドカップにおいて、羽田空港とソウルの金浦国際空港との間に日韓両国の航空会社がチャーター便を運航した。このチャーター便が好評を博し、翌2003年からは毎日運航され、かつ個人旅客による航空券購入が可能であり、定期便に限りなく近い「定期チャーター便」という方式で羽田 - 金浦便の運航を開始した。その後、同じく定期チャーター便方式で中華人民共和国の上海虹橋国際空港（2007年）、香港国際空港（2008年）、北京首都国際空港（2009年）との航路が次々と開設された。今後は、大連の大連周水子国際空港との間に航路を開設することが計画されており、同国東北部において特に経済発展が著しい大連と東京都心から近くて便利な羽田空港を結び、片道約2時間30分の「日中日帰りビジネス」の構築を目指している。
再拡張事業でD滑走路が完成すると、羽田空港の発着枠は大幅に増加することになるが、増加分の一部は同様の形式で近距離国際線向けとする方針とした。これに対し、横浜市は「ASEAN地域を含む6000キロ以内を含める」よう主張していた。
第1次安倍内閣が打ち出したアジア・ゲートウェイ構想に基づき、国土交通省は2008年5月19日、再拡張事業により2010年にD滑走路が完成し羽田空港発着枠が大幅に増加した暁には深夜と早朝時間帯に限り国際線の中距離・長距離便の就航を自由化する方針を固めた。また20日の経済財政諮問会議で当時の国土交通大臣である冬柴鐵三は「6時台および22時台に羽田空港からの国際線の就航を可能とし、欧米を始めとした世界の主要都市への国際旅客定期便の就航を実現したいと考えている」と表明した。
国土交通省は、再拡張事業完成による発着枠増加分11万回のうち、昼間における3万回を近距離国際定期便に割り振ることを決めている。同省は、周囲の騒音問題等で成田空港が運用できない午後11時から午前6時まで（リレー時間帯を含める場合は午後10時から午前7時まで）の深夜・早朝には通常の発着枠とは別途、距離に制限が無い3万回が割り当てられ、国際線枠6万回とすることにより成田空港を補完する活用が可能であると判断している。さらに新しい国際線ターミナルが2010年10月に供用開始されたことにより、32年ぶりとなる台湾以外の航空会社の国際線定期便が羽田空港に就航した。
国土交通省の成長戦略会議は2010年4月13日、日本の将来の成長に向けた政策提案の重点項目を公表。その中に羽田空港の国際線発着枠を9万回に拡大し国内・国際線の乗り継ぎ拠点となる「ハブ機能」を強化する、今後、昼の時間帯に段階的に増える発着枠について3万回を国際線に充て、欧米路線の定期便も含めるとの方針が盛り込まれた。2009年9月に国土交通大臣に就任した前原誠司は約11万回増える発着枠の半分程度を国際線に回すとしていたが、さらに3万回程度が上積みされた格好である。一方、成田空港では格安航空会社専用のターミナル新設を計画するなど、格安航空会社の受け入れを強化するとの方向性が示された。
国際航空貨物便の乗り入れも認められ、日本貨物航空が2007年4月に、D滑走路運用開始後の2010年10月末以降の深夜・早朝帯（午後11時 - 午前6時）に貨物定期便を就航させる方針を明らかにしていたが、2009年6月の経営見直しにより、羽田空港への就航を当面見送ることを決定した。2010年12月より香港航空が、定期チャーター貨物便を就航させた。
都心上空飛行の規制緩和
2014年6月6日、国土交通省の有識者会議は、現在は騒音問題に配慮して、現在東京都心の上空6000フィート（約1800メートル）に制限されている飛行ルートを、3000フィート（約900メートル）以下に規制緩和することを提案した。
混雑する15時から19時の4時間の解禁により、年間2.6万回の発着枠拡大が見込める。騒音問題や安全性に懸念があり、実現には航路上空の地方公共団体や地元住民の理解が課題となる。
A滑走路の南側延伸提言
現在、A滑走路とB滑走路は交差しているため独立運用ができず、発着容量を制限する一因となっている。
社団法人日本土木工業協会の空港技術専門委員会が報告した、「羽田空港の利用状況分析と処理容量の算定」では、（現在B滑走路と交差している）A滑走路を南にスライドし、独立運用を可能とすることで、発着能力が43回/時（43.7万回/年）になるとされている。
また、財団法人運輸政策研究機構による「首都圏空港将来像調査」によれば、発着機材の戦略的順序付け等の関係運用の高度化により、発着枠が44.7万回/年、加えてA滑走路の南側延伸で45.8万回/年、さらに旧B滑走路の再活用も加えると47.8万回/年まで、発着容量の拡大が可能である。これに加え、A滑走路北側の東京方面への離陸を実施することで、48.8万回/年まで容量が増加する。
第5滑走路の建設提言
社団法人日本土木工業協会の空港技術専門委員会が報告した「羽田空港の処理容量拡大策の検討」によれば、C滑走路の沖側760mにクロースパラレル方式、あるいは1310mにオープンパラレル方式で滑走路を建設した場合、発着能力は46回/時（46.8万回）となる。
オープンパラレル方式の場合、大井・青海埠頭のガントリークレーンと第一航路の制限表面の問題をクリアするために、D滑走路と交差するまで南側に寄せる必要がある。そのため、本来ならオープンパラレルのほうがより発着能力が高くなるが、D滑走路と独立運用ができなくなるため、クロースパラレル方式とほぼ変わらない発着能力となる。なお、現行の空域制限が緩和された場合、発着能力はより拡大する。
また、財団法人運輸政策研究機構による「首都圏空港将来像調査」によれば、C滑走路の沖合に、C滑走路と並行する滑走路を建設し、D滑走路の東方延伸も行うことで、技術的には63.0万回まで容量の拡大が可能となる。ただし、この場合は騒音環境基準を超過してしまう。これに対し、発着回数を56.0万回/年まで制限すると、環境基準を超えるエリアをほぼ無くせる可能性があることが確認されている。
だがこの場合でも、都心方面からのA滑走路やC滑走路への直線進入、B滑走路から西側への離陸など、現在の千葉上空の飛行高度よりも、かなりの低高度の使用が必要である。
神奈川口
2004年から2006年にかけて、国土交通大臣、神奈川県知事、横浜市長、川崎市長を構成員とする「神奈川口構想に関する協議会」が4回会合を行い、神奈川県などからの提案について検討を進めた。神奈川県と横浜市、川崎市の1県2政令指定都市が共同で提案している、羽田空港の再拡張・国際化に合わせて多摩川にある首都高速湾岸線と大師橋の間に空港に接続する橋または海底トンネルを建設し、多摩川の対岸にある川崎市側にも空港施設を設置するという構想で、いすゞ自動車川崎工場跡地の利用を想定していた。国際線旅客ターミナルビルの出国手続き施設を建設するほか、ホテルや物流施設を併設し、経済的な地盤沈下が進む京浜臨海部再生の起爆剤になると考えられた。
この神奈川口構想に対しては、東京都大田区が強く反対したが、「アジア諸都市の国際ハブ空港競争激化の中にあって、日本の羽田空港がそれに勝ち抜くキーのひとつとしてあげられるのが、臨空関連施設やホテル他を擁する神奈川口構想の成立可否かもしれない」とする新聞記事もある。
2014年9月8日、「羽田空港周辺・京浜臨海部連携強化推進委員会」の初会合で政府は羽田空港と川崎市を直結する「連絡橋」と「海底トンネル」の新設を決定。川崎市の15年来の悲願が実現することとなった。
2015年5月18日に開かれた「羽田空港周辺・京浜臨海部連携強化推進委員会」の第二回会合で、羽田連絡橋などの整備場所について「川崎区の殿町地区中央部に両地区を結ぶ新たな橋梁（2車線）」と初めて明記された。
ただ2017年現在、川崎市側のエリア（いすゞ工場跡地）についてはキングスカイフロントとして、既に医薬品関連の研究施設の集積拠点として整備が進められており、一般客向けの空港関連施設の設置は事実上困難となっている（ANAのケータリングセンターなど、業務用の施設は一部設けられている）。そのため新たな空港施設については、羽田連絡橋の大田区側に宿泊施設等を設ける案が検討されている。
2017年1月24日、東京都が都市計画事業認可を取得し、事業に着手したと発表した。
2017年9月30日、「羽田連絡道路」の起工式が川崎市殿町地区で行われた。
旅客ターミナル
国内線第1ターミナルと第2ターミナル、国際線ターミナルの合計3つの空港ターミナルビルがある。第1、第2ターミナルの間は、地下にある動く歩道や羽田スカイアーチの歩道で移動が出来る。
羽田京急バスが運行する、無料の空港ターミナルビル間連絡路線バス（約5:00〜24:00頃までの運行）は、国内線第1・第2ターミナルのみ循環バスは、白い車体の無料連絡バスで移動できる。国内線ターミナルと国際線ターミナル間の連絡は、ペパーミントグリーンの車体の無料循環バスが数分間隔で運行している。ただし、稀に通常路線バスカラーの青いカラーリングのバスで運行する場合や、運転手や路線バス車両の交替よる運行打ち切りがあるので、案内放送やバス表示板に注意が必要である。なお、無料循環バス乗り場は、第1ターミナルが到着階8番、第2ターミナルが到着階9番、国際線ターミナルが0番である。また、京浜急行やモノレールでの国内線ターミナルと国際線ターミナル間の連絡も可能である（国内線と国際線間を乗継利用する場合に限り、無料乗車票を配布）。
貨物ターミナル
西貨物地区と東貨物地区があり、第1、第2旅客ターミナルの北側にある。両ターミナルから空港内循環バスでアクセスできる。2010年10月には新たに国際線地区貨物ターミナルがオープンした。
VIP用施設
日本国政府専用機を含む政府専用機などを利用する政府要人・皇族・王族・国賓など、いわゆるVIPが利用できる貴賓室と、専用機専用の駐機スポットが東貨物地区横にある。ボーディングブリッジはなくタラップを利用する。一般道へ直結する専用の車道、ゲートも設けられているが、警備上、この道路の通行時は周辺道路（首都高速1号羽田線）が予告無く一時通行止め（迂回を要請される）となることがある。この駐機スポットでVIPが搭乗するときは、狙撃防止のために駐機スポットを望む空港ラウンジなどには警備員が配置され、窓にはカーテンが降ろされるなど、警備上の配慮が行われている。
プライベート機用施設
遊覧目的の小型機は乗り入れできないが、企業や個人が所有するビジネスジェットなどのプライベート機専用スポットが国際線ターミナルとN地区に約10箇所存在する。利用者は専用ゲートを使用し、一般の旅客の目に触れることのない専用動線を利用することができる。2014年時点で年間約2300便が利用しており、多くは国際線である。
国土交通省は近年国内外からのビジネスジェットの受け入れ条件を緩和し、発着枠に空きがあればいつでも発着でき、発着当日の手続きでも受け付け可能とするなどの受け入れ環境の整備を進めている。
羽田空港船着場
国際線ターミナル近くに羽田空港船着場がある。再拡張事業のひとつとして開設された。
空港周辺への遊覧船が発着するほか、2013年7月から観光汽船興業が都内(芝浦、日本橋、豊洲、浅草)までの予約制水上タクシー「リムジンボート」を運行している。
路線バス
羽田空港からの高速バス、路線バスの行き先の詳細情報は運行会社に関係なく「バス／方面別案内」に記載されている。
一般路線バスは大森駅、川崎駅、蒲田駅からの便が運行されている。特に蒲田駅からは途中大鳥居停留所のみの停車の急行シャトルバスも運行されている。主要ターミナル駅やホテル等と接続するリムジンバスは東京、神奈川、千葉、埼玉、茨城の主要駅や主要ホテルを中心に首都圏各県の県庁所在地および主要都市さらに静岡県御殿場市、長野県軽井沢町、東京ディズニーリゾート、お台場、東京スカイツリー、東京ビッグサイト、幕張メッセ、富士急ハイランド、河口湖、などのレジャースポットなどからも運行されているほか、成田国際空港や東京シティエアターミナル、横浜シティエアターミナルへの直行便もある。また、一部の路線では、深夜便・早朝便の運行もある。
さらに、首都圏の国際競争力の強化や外国人旅行客の一層の増加を目的として、羽田空港の24時間活用を促進するために、2014年10月26日から、既存の公共交通機関の運行が行われていない深夜早朝時間帯に羽田空港と都心方面等を結ぶアクセスバス（5路線）が試験運行されることになった。5路線の内訳は、銀座・東京・秋葉原線、新宿（新宿駅、東新宿駅）・池袋線、渋谷線、大鳥居・蒲田・品川線、横浜（YCAT）線であり、羽田発が深夜1時00分台、羽田着が早朝4時00分台で、各ルート1日1往復の運行となる。
さらに2015年4月1日から深夜早朝バスの運行が拡大され、新たに浅草、六本木、二子玉川、お台場、桜木町、みなとみらい、川崎、有明、豊洲、東陽町、葛西、一之江へも運行されるようになった。2017年4月1日からは新橋駅、大井町駅の停留所を新設、一部の路線では運行ルートの見直しを行っている。。
これらの路線バスは京浜急行バスまたは東京空港交通が運行しており、発着地により共同運行会社も乗り入れる。
徒歩・自転車
空港に至る道路は環八通り、国道357号の一部を除いてすべて自動車専用トンネルであるため、徒歩・自転車でのアクセスは一般的ではない。天空橋駅付近から環八通りを多摩川沿いに直進すると、左側に国際線ターミナルが見える。さらに直進し羽田空港トンネルを抜けると新整備場駅方面に進むことができる。さらに、国道357号沿いに整備されている歩道で国内線各ターミナルに移動できる。各旅客ターミナル内に駐輪場はないがP1駐車場（第1ターミナル側）に駐輪することができる。
事件、事故
羽田空港内やその周辺で起こった航空事故やハイジャック事件は以下の通りである。