L'aeroporto fu costruito durante il ventennio fascista sul preesistente aeroporto di Montecelio e fu inaugurato il 27 aprile del 1935, data del settimo anniversario della morte del Generale del Genio Aeronautico Alessandro Guidoni, di cui la cittadina di Guidonia Montecelio porta il nome.

Inizialmente la struttura aeroportuale ospitava la Scuola per gli Allievi Piloti Aviatori durante la Prima guerra mondiale.

L'attività di osservazione e studio per l'innovazione tecnologica e l'affermazione delle potenzialità della neonata Aeronautica Militare, costituita come Forza Armata il 28 marzo 1923 subì un forte impulso negli anni venti, quando i record aeronautici costituivano un ottimo investimento in immagine sul palcoscenico internazionale.

Successivamente alla costruzione del nuovo aeroporto esso comprendeva gli impianti della Direzione Superiore Studi ed Esperienze, nonché il Centro Sperimentale di Volo, oggi presente presso l'Aeroporto di Pratica di Mare, e lo Stabilimento di Costruzioni Aeronautiche, per la messa a punto e la costruzione dei nuovi velivoli.

In esso erano inoltre presenti strutture per la sperimentazione nelle condizioni di ambiente e pressione dell'alta quota, poi utilizzate dall'Istituto Medico Legale per studi di medicina aeronautica. Erano inoltre presenti strutture per le prove di resistenza delle fusoliere, dei motori e delle eliche, nonché un dromografo per la taratura dei velivoli, tre gallerie del vento di cui una ipersonica, una vasca per gli idrovolanti lunga 500 m e numerose altre strutture di sperimentazione oggi in parte in stato di rovina.

La struttura aeroportuale vera e propria, tuttavia, raggiunse la sua completezza in seguito alla costruzione nel 1927 di una pista di asfalto in discesa che facilitava il decollo agli aerei sovraccarichi di carburante. Da questa pista partirono importanti missioni di volo che stabilirono numerosi record mondiali.