2011年度には2億3900万円の整備費がかかっていた当時の使用機（DHC-8）が、2014年にはさらに整備費が大幅に増加する時期を迎える為、機材更新の検討に入ったことが2012年12月12日に報じられた。機材の選定にあたっては、DHC-8や、リージョナルジェットと比べ、低騒音、省燃費、機体価格の安さをセールスポイントとしているATR社製・ATR 42が候補に挙がり、2014年5月にATR42-600（48人乗り）の購入と2016年就航が発表された。機材の購入費用については熊本県天草市の安田公寛市長（当時）は、「熊本県と協議はするが、天草市単独でも購入する覚悟がある」と話しており、財源には合併特例債の基金を検討している。一方、筆頭株主である熊本県の蒲島郁夫知事は「機材更新は地元、空港整備は県ということで協議してきた。これまで通りの方針で進めていただきたい」と述べ、購入費の県負担を否定している。2014年7月22日にデンマークのノルディック・アビエーション・キャピタル社とリース契約。2015年8月13日に受領(機体記号JA01AM)。8月16日にトゥールーズからフェリーフライトし21日に熊本空港に到着。2016年2月20日より定期便運航に導入した。
1998年（平成10年）に熊本県（出資比率53.31%）、天草市（同22.92 %）、上天草市（同2.73 %）、苓北町（同1.2 %）等が出資する第三セクターとして設立。2000年（平成12年）3月に、天草飛行場開港と同時に運航を開始した。現在は、天草 - 福岡、熊本線、熊本 - 大阪/伊丹線を運航している。また、天草飛行場での保安管理業務も当社が行っており、スタッフは保安管理業務や清掃などの複数の業務を担当している。以前は神戸空港や松山空港にも就航していた。陸路で4時間30分前後かかるところを30分前後の飛行時間で運用していることから、福岡空港線は需要の高い路線となっている。また、九州新幹線が2011年 (平成23年)3月12日に、鹿児島中央駅から熊本駅・博多駅間で開業し、さらに新大阪駅までの直通運転も始まる事から、これに対して所要時間で有利な熊本 - 大阪/伊丹の空路へと新たに就航した。運航開始後、赤字が重なって2007年（平成19年）に債務超過寸前まで陥ったが、日本航空の整備部門出身の奥島透が社長に就任し、2009年 (平成21年)に黒字転換を果たした。運航開始以来、保有機材1機のみでの運用を続けている。2016年  (平成28年) 2月20日に機材を更新している（詳細後述）。2015年（平成27年）4月1日からは全便が日本航空とのコードシェア便となった。2015年11月15日には自社Facebookページにおいて、IATAのコード「MZ」を取得したことを発表。MZは、自社の旅客機の愛称「みぞか」から付けたもので、他に三つあった希望から第一希望を取得したものある。天草エアラインの2レター航空会社コード「MZ」は、かつてはインドネシアの国営航空会社であったメルパチ・ヌサンタラ航空が使用していた。人口減少社会で利用者の減少が進み、2017年には国土交通省持続可能な地域航空のあり方に関する研究会（座長竹内健蔵東京女子大学教授）で機体の共同保有や、将来の経営統合などを内容とする報告書が出された。
旧拉致議連において当初中山は「拉致問題が解決するまでは北朝鮮に対して食糧支援を行わない」と発言するなど強硬な姿勢を見せ、議連も一致してその原則で臨んでいた。しかし中山は1997年11月に平壌を訪問して以降、急遽各方面に拉致事件否定説を発表するなど不可解な行動を見せた。翌1998年には拉致議連会長のまま日朝友好議員連盟の会長に就任し、政府の政策と矛盾する言動を取り始めた。中山の態度豹変に対し、北朝鮮に拉致された日本人を救出するための全国協議会（以下「救う会」）はもとよりマスコミや当時中大生であった憲政史家倉山満が創設した「中大生（蓮池薫）を救う会」などから疑念と批判の声が上がった。また中山の行動が影響し、旧拉致議連参加議員の中から日朝友好議員連盟にも重複加入する議員が現れるなどしたため、旧拉致議連は活動休止状態に陥った。その後も中山は、2002年3月20日、拉致被害者である有本恵子の母・嘉代子に電話をかけ、「日本人が日本人を連れていったもので、北朝鮮の工作員が関与していないという話の方が有本さんを帰国させやすい」と説明したほか、北朝鮮で会わせることを持ちかけた。会長自らそれまでの方針を勝手に翻し、このような言動を行ったことで家族会の疑念を生むことになった。議連メンバーや救う会関係者、支援者から批判を浴びた中山は「日朝友好議員連盟会長」と「北朝鮮拉致疑惑日本人救済議員連盟」の両会長を辞することになった。旧拉致議連は後任人事について桜井新幹事長と西村眞悟事務局長代理に一任したが、同年4月3日、両名の協議の結果「体制一新が必要」との判断に達し、旧「北朝鮮拉致疑惑日本人救済議員連盟」は解散した。これを受けて同月、石破茂を会長、西村を幹事長、平沢勝栄を事務局長とした「北朝鮮に拉致された日本人を早期に救出するために行動する議員連盟」（新拉致議連）が改めて結成された。同年4月25日の新拉致議連設立総会には衆参国会議員31人と代理30人が参加、家族会・救う会と結束して行動することを確認した。新拉致議連は当時経済産業大臣だった平沼赳夫や内閣官房副長官の安倍晋三らが賛同、第1次小泉内閣もこれを支持するところとなった。また中川昭一・上田清司ら新拉致議連の呼びかけ人に応じた中井洽・古屋圭司ら自由民主党・民主党・自由党・保守党の超党派の議員が発足当初から参加しているが、公明党・社会民主党・日本共産党からの参加はなかった。一方中山は同年5月7日の昼、赤坂プリンスホテルの中華料理店で「救う会」の役員に「有本恵子さんは生きている」と語ったが、9月21日の12時頃、「救う会」の西岡力が秘書を通じて中山にこの発言の根拠を確認したものの回答はなかった。このような中山の言動は被害者家族はもとより国民の不信感を生み、拉致事件の解決が妨害されたとして真摯な説明と謝罪を求める声が議員辞職後の現在も多くあがっている。