1933年に軍用飛行場として建設が始まり、1934年に滑走路が完成する。その後、1942年まで拡張工事が継続された。1936年以来、第252爆撃航空団が駐留していた。1939年にはパイロット学校の建設が始まる。第二次世界大戦勃発以降、滑走路のコンクリート化と格納庫の建設が始まる。1944年には連合国軍機による爆撃で2回の大被害を負う。大戦終結から1956年まではソビエト連邦軍が飛行場を占有していた。1961年から1990年までは国家人民軍航空軍の第3防空師団が師団司令部および参謀部を設置しており、第2戦闘航空団「ユーリイ・ガガーリン」(JG-2)が配置されていた。同師団には最終的にMiG-21戦闘機が配備された。ほかには第2航空交通管制情報大隊（NFB-2）、第3情報大隊（NB-33）、第2高射中隊が配置されていた。1993年以降、連邦軍空軍が使用を開始しトロレンハーゲン航空基地として運用を開始、民間航空部門については、ノイブランデンブルク＝トロレンハーゲン空港GmbHが設立され空港運営が行われることになる。1995年に旅客ターミナルの営業が始まる。第33回主要国首脳会議のためにロストック＝ラーゲ空港が一時閉鎖され、各便の発着先として本空港は代替された。また、飛行場は自治体警察、連邦警察および陸軍のヘリコプター発着に利用された。2006年にレジオ・エアーは週3便のミュンヘン行路線を設定する。2007年にはギリシャ行路線1便を設ける。2009年5月からヘムス・エアーがブルガリアのヴァルナ行路線。これらの路線は利用客低迷のため中止される。
空港は近くにある国道96号線と接続されている。空港への連絡について一般利用客は北側の空港連絡道が接続している。軍用地区への連絡については南側の道路のみが接続している。空港と市街地を結ぶ都市バスは20分ごと定期的に運行している。
翼走中は45ノットの高速航行を行うことから、クジラなどの海洋生物や流木などの海上浮遊物への衝突事故が多発している。水中翼は頑丈ではあるが、衝突により破損すると翼走が出来なくなる。エンジンや電気系統などが損傷した場合は航行不能となる事例も発生している。2002年1月に神戸港-関西国際空港間航路（神戸マリンルート）での復路出発後に船底に穴が開き、沈没寸前に至る事故が発生している。原因は公表されていないが、当時は空港連絡橋が閉鎖される程の悪天候であった。この事故が直接の原因ではないが、同航路は慢性的な乗客低迷に伴い同年休止・廃業された。（2006年に神戸-関空ベイ・シャトルとして事実上復活しているが、高速双胴船で運用されている。）海上浮遊物への対策がとられているものの、衝突事故が数回起きている。1992年と1995年には新潟-佐渡間航路で、2004年末ごろからは福岡-釜山間航路（対馬海峡）において、いずれもクジラと見られる生物に衝突、前部水中翼が破損して高速航行が不能になる事故が数回発生している。2006年4月9日には、屋久島-鹿児島間航路の佐多岬沖合で流木に衝突、100名以上の重軽傷者を出す事故が起きている。このような事故後は運航会社ではシートベルトを着用するよう乗客に促していた。特に佐多岬沖の事故後は、国土交通省から事業者に対して見張りの強化やシートベルトの着用を徹底するよう指導されている。
穏原小学校は江戸時代から続く寺子屋教育に端を発する学校であり、1881年（明治14年）、東京府南豊島郡穏田・原宿両村の連合小学校として原宿70番地（当時）に開校した。当初の児童数は24名で、近隣の妙円寺などの寺子屋の生徒も収容された。その後、穏原小学校と改名されたが、「穏原（おんばら）」の名は、穏田と原宿から一字ずつとったもので、穏田一丁目（当時）に邸宅を構えていた明治の元勲、後の陸軍大将・大山厳による命名である。住宅化の進行と児童数の増加に伴って1889年（明治22年）には現在の妙円寺の地に校舎を新築した。その後も児童数は増加し、1900年（明治33年）には原宿170番地（当時）に移転、さらに最終的な所在地となった現在の渋谷区神宮前3丁目（現在の原宿中学校跡地＝ケアコミュニティ原宿の丘）に移った。この間、1923年（大正12年）には、後に神宮前小学校となる分教場、千駄ヶ谷町立穏原尋常小学校分教場が開設されている。1941年（昭和16年）には、国民学校令の発布に伴い、原宿国民学校に代わった。このように目覚しい発展を遂げた学校であったが、太平洋戦争（大東亜戦争）の戦局の悪化に伴って1944年（昭和19年）より疎開、1945年（昭和20年）5月のアメリカ軍による東京大空襲により校舎の全てを焼失した。学校は敗戦後の1946年（昭和21年）3月、復興されることなくそのまま廃校となり、在校児童は神宮前小学校に移された。廃校の背景には、生徒数の激減があったともいわれる。学校跡地は1960年（昭和35年）から外苑中学校の分教場として使われ、1962年（昭和37年）には独立した中学校、原宿中学校となった。その原宿中学校も1997年（平成9年）をもって廃校となり、敷地・建物は現在、渋谷区の福祉施設「ケアコミュニティ原宿の丘」として使用されている。