Jabarkan Airbus A380 dari Bandar Udara Melbourne

Pekerjaan pembangunan dilakukan untuk mempersiapkan bandara untuk menerima kedatangan pesawat bertingkat dua Airbus A380. A380 telah dibeli oleh beberapa maskapai yang menggunakan bandara ini, seperti Malaysia Airlines, Qantas, Qatar Airways, Thai Airways, Vietnam Airlines, China Southern Airlines, Singapore Airlines, Korean Air, Etihad Airways dan Emirates. engembangan meliputi pembangunan garbarata ganda (Gerbang 9 dan 11) dengan kemampuan untuk menaikkan penumpang di kedua lantai secara bersama-sama untuk mengurangi waktu tunggu, pelebaran landasan pacu Utara-Selatan dan parkir terpisah dan jalur taksi selebar , pelebaran bangunan terminal internasional sebesar  untuk menambahkan ruang tunggu eksekutif baru, dan pembangunan korsel bagasi baru di aula kedatangan. Hal ini membuat bandara ini menjadi bandara pertama yang mampu menangani A380. A380 melakukan uji coba penerbangan perdananya di bandara ini pada 14 November 2005. Pada 15 Mei 2008 A380 melakukan penerbangan penumpang perdananya ke bandara saat sebuah penerbangan Singapore Airlines tujuan Sydney-dialihkan dari Bandar Udara Sydney karena kabut tebal.

Memulai layanan pada Oktober 2008, Qantas merupakan maskapai pertama yang mengoperasikan A380 dari badnara ini, melayani penerbangan nonstop menuju Bandar Udara Internasional Los Angeles dua kali seminggu. Ini merupakan rute pertama bagi A380 Qantas. Qantas diikuti oleh Singapore Airlines, yang sekarang mengoperasikan penerbangan A380 harian menuju Bandar Udara Singapura Changi. Layanan Singapore Airlines dimulai pada 29 September 2009. Emirates berencana menerbangkan A380 menuju Bandar Udara Internasional Dubai mulai bulan Maret 2012.