KLMオランダ航空
成田国際空港(第1ターミナル 北ウイング) 2016年9月3日の成田発便をもって、コンビ型を含むボーイング747-400型機の使用を終了し、翌4日以降はボーイング777-200ER型機もしくはボーイング777-300ER型機の併用となった。なお需要などの理由により、ボーイング787-9型機で運航する場合がある。
東京国際空港 2012年8月にオランダとの国としてはオープンスカイ協定合意済みでKLMとしては1978年5月の成田空港開港前はDC-8やボーイング747-200などが就航していた権利を主張していて羽田再就航要望は出しているがスカイチームアライアンス内に日本提携先が無いことが影響し日系エアラインのアムステルダム就航要望が無く同じアライアンで提携先のある中国/上海や韓国/仁川、台湾/台北の方が利便性が良いとアジア拠点移転の動きもある。
関西国際空港(チェックインカウンター : 北ウイング、使用ゲート : 南ウイング) ボーイング777-300ER型機とボーイング787-9型機の併用(※需要次第でボーイング777-200ER型機による運航有り)
東京/成田と大阪/関西から毎日運航しており、アムステルダムから乗り継いだその日のうちにヨーロッパの60都市以上に到着できる。かつては、札幌/新千歳経由名古屋/小牧線も就航し、さらに2013年4月から福岡空港にも週3便で就航していたが、福岡線は路線状況が悪化したことや日本円の為替レートが路線収支にマイナスの収支を及ぼしているなどの理由から2016年1月4日もって運休となった。
営業事務所はエールフランス-KLMで同一地点に所在しており、東京都と大阪市にある。日本路線には常に日本人CAが3名から4名乗務している。
2023年10月現在
KLMが発注したボーイング社製航空機の顧客番号(カスタマーコード)は06及びK2で、航空機の形式名は737-8K2、747-206、747-406、777-206ERなどとなる。
また、B747-400は2013年からビジネスクラスにフルフラットシートを更新導入しているが、順次退役・売却も計画されており、この代替を目的にエールフランスと共同でB787-9を25機確定発注(+オプション25機)、またA350-900を25機確定発注(オプション35機)の計110機を発注した。
2014年12月に重整備を受けたB737-800の2機(PH-BXW、PH-BXZ)から、現行の塗装を一部流線型とした新塗装となり、保有機材を含めて今後は順次施工していく。2015年以降導入のB777-300ERとB787-9は最初から新塗装での納入となる。
さらに、オランダのデルフト工科大学と協同で未来の航空機「Flying-V」の開発に取り組んでいる。