В 1909 г. по инициативе профессора Н. Е. Жуковского в Императорском московском техническом училище (МВТУ) началось чтение курса теоретических основ воздухоплавания.

17 сентября 1929 г. приказом ВСНХ СССР № 124 авиационное отделение механического факультета МВТУ преобразовано в аэромеханический факультет

20 марта 1930 г. на базе аэромеханического факультета приказом ВСНХ СССР было создано Высшее аэромеханическое училище (ВАМУ)
20 августа 1930 г. на базе ВАМУ был создан Московский авиационный институт. Поначалу занятия проходили на Ольховской улице, затем ВУЗу было предоставлено здание на 5-й Тверской-Ямской улице. К началу учебного года (1930—1931) в ВАМУ были переведены студенты авиационного факультета Ленинградского политехнического института — 120 человек — и Томского технологического института — 19 человек. В составе МАИ, также как и в ВАМУ, было три отделения: самолётостроительное, моторостроительное и воздухоплавания.

В 1980 году за большой вклад в дело подготовки специалистов, в год своего пятидесятилетия институт был награждён орденом Октябрьской Революции.

В 1998 году создан факультет Иностранных языков, который ведёт подготовку специалистов по связям с общественностью и лингвистов для авиационной отрасли.

7 октября 2009 года Московскому авиационному институту был присвоен статус национальный исследовательский университет.

По случаю 80-летия вуза Президент России Дмитрий Медведев направил сотрудникам вуза поздравительную телеграмму

31 марта 2015 года приказом Минобрнауки проведена реорганизация МАИ путём присоединения к нему МАТИ