機場始建于1934年，由當時國民政府交通部與德國漢莎航空公司合作成立的歐亞航空郵運股份有限公司籌建，起降每小時165公里航速的4座飛機。 1938年日軍侵占包頭后第一次翻建改造，之后經過多次改擴建，2006年飛行區由4C升為4D級，跑道長2800米，可滿足B737（200座）以下機型起降及B767（260座）以下機型備降要求。 “十一五”期間，隨著民航業快速發展，旅客吞吐由2005年的37.8萬人次增至2010年的133.21萬人次，五年增長3.5倍，年均增長19.1%，2009年首次突破百萬大關。 民航和地方政府共同投資，先后于1995年、1998年進行了兩次機場改擴建，機場等級上升為4C級，地方政府還投資建設了新進場路，在航站區建設了20余萬平方米的綠地廣場，使航站的環境形象得到明顯提升；2000年始發旅客達6.7萬人，貨物達360噸，換算吞吐量近15萬人次，兩個文明建設取得了長足的進步。 2009年12月31日，包頭機場2009年實現旅客吞吐量107萬零1百多人次，同比增長42%；飛機起降10099架次，同比增長44%。圓滿完成了年初制定的“百萬空港”目標，標志著包頭機場成為我國東北、華北、西北地區首個百萬級支線機場。 進入“十二五”以來，由于機場規模和航線所限，旅客吞吐量被鄂爾多斯、呼和浩特機場及鐵路、公路等運力分流，2015年包頭二里半機場完成運輸起降1.8萬架次，同比2014年增長5%；旅客吞吐量190萬人次，同比2014年增長3.9%，居中國第49位；貨郵吞吐量1萬噸，同比2014年增長5.1%，居中國第50位。 2017年12月17日，包頭機場迎來2017年度第200萬名旅客。自2009年12月10日年旅客吞吐量突破100萬人次大關后，包頭機場再次實現百萬級跨越。 2017年，包頭機場完成旅客吞吐量208.95萬人次，同比增長11.9%；保障運輸起降20482架次，同比增長17.7%；完成貨郵吞吐量8981.5噸。