في منتصف العشرينيات، أرسلت البعثة الأولى إلى إيطاليا (عام 1925) لدراسة الطيران وكانوا نواة سلاح الطيران الملكي السعودي. سنة 1951 تم تشكيل القوات الجوية بصورة رسمية في الوقت الذي تخرجت فيه الدفعتان الأولى والثانية من بريطانيا. ورفع أول علم لسلاح الطيران السعودي على سارية أول حظيرة للطيران التي أنشئت في جدة في 5 تشرين الثاني 1952 . وتم افتتاح مدرسة الطياريين وهي النواة الأولى لتدريب وتخريج الطيارين والفنيين بالمملكة عام 1953.
يتكون التسليح الأساسي للقوات الجوية الملكية من طائرات الإف-15 والتورنادو واليوروفايتر تايفون وكذلك إف-15 سايلنت ايغل الحديثة، وتعتبر القوات الجوية الملكية السعودية واحدة من أكبر القوات الجوية في آسيا والعالم، وثاني أقوى قوات جوية في الشرق الاوسط (القوات الجوية الاسرائيلية تاتي في المرتبة الاولى). وتحولت من قوة جوية دفاعية إلى واحدة من القوات الجوية ذات القدرات الهجومية المتقدمة. وتملك الآن ثالث أكبر أسطول من طائرات إف-15 سترايك ايجل الهجومية المتقدمة بعد القوات الجوية الأميركية و قوة الدفاع الجوية اليابانية. قائدها الحالي الفريق الركن محمد بن أحمد بن عبدالرحمن الشعلان.
التجربة القتالية الابرز لسلاح الجو السعودي كان خلال حرب الخليج الثانية حيث أدى طيارو السعودية ما يقارب 12,500 طلعة جوية، ومنها قيام الطيار عائض الشمراني بإسقاط طائرتين عسكريتين عراقيتين.
في تشرين الاول 2010، تم الكشف عن صفقة لشراء حزمة من المعدات العسكرية بقيمة 60 مليار دولار من الولايات المتحدة. منها 29.4 مليار دولار لشراء 84 مقاتلة من طراز إف- 15إي سترايك ايجل (إس إيه)، وترقية الاسطول الحالي القائم من طائرات إف-15 إيغل الى نفس معيار ومواصفات (إس إيه) مع كميات من قطع الغيار والذخائر. كذلك 30 مليار أخرى لشراء 156 طائرة هليكوبتر، موزعة كالتالي: 72 بلاك هوك (UH-60M)، و 36 مروحية بوينغ إيه إتش-6 (AH-6 I) و 36 مروحية أباتشي (AH-64D)، و 12 مروحية إم دي 530، مع الذخيرة وقطع الغيار. وفي 11 أغسطس 2011، تسلمت القوات الجوية الملكية السعودية 48 طائرة تايفون.