Già dopo la fine della Seconda guerra mondiale, si cominciano a intuire le potenzialità dell’utilizzo del mezzo aereo nell’attività di polizia. Nel 1948 veniva costituito un reparto speciale, arruolando i paracadutisti provenienti dall’Esercito, con l’idea di fornire un supporto dall’alto in situazioni di emergenza. L’esperienza, esauritasi in pochi anni, costituisce comunque il primo nucleo della componente aerea della Polizia di Stato.
Sono gli anni in cui la circolazione stradale è in crescente aumento e si comincia a realizzare come la possibilità di osservazione dall’alto costituisca un grande valore aggiunto. Nel 1962 parte il primo corso per formare, come osservatori aerei di polizia, 18 ufficiali del Corpo delle guardie di ps che però avranno solo un impiego limitato rispetto alle aspettative.
Il 1° gennaio del 1971, con decreto ministeriale, viene istituito il Servizio aereo della ps e nello stesso mese vede la luce, presso l’aeroporto di Pratica di Mare (Roma), il 1° Gruppo Volo, seguito nel 1972 dal II Gruppo Volo di Milano Malpensa. In questa prima fase, i Gruppi Volo e le Sezioni elicotteri vennero inserite all’interno della polizia stradale con finalità prioritarie di osservazione dall’alto delle arterie autostradali e solo in un secondo momento diventeranno Reparti autonomi.
L’idea di fornire una copertura aerea su tutto il Paese porta alla successiva apertura nel 1974 di altri due Gruppi volo a Bologna e a Palermo. Nel giro di dieci anni, dal 1983 al 1993 , vengono inaugurati i Reparti volo, (questo è il nome che assumono), di Reggio Calabria, Napoli, Abbasanta (oggi Oristano-Fenosu) , Firenze, Bari e Venezia. Nel 1993, con l’apertura dell’XI Reparto volo di Pescara, si completa la copertura di tutto il territorio nazionale.
Nel 1988, considerate le crescenti esigenze di addestramento, nasce il Casv, il Centro addestramento standardizzazione volo. La Scuola di volo della Polizia di Stato, con sede a Pratica di Mare, si occupa della formazione continua del personale aeronavigante, organizzando i percorsi professionali per le abilitazioni dei piloti e per le attività tecnico- manutentive degli specialisti, con la fondamentale funzione di formare gli operatori per la gestione in sicurezza dell’attività di volo operativa, tipica delle missioni di polizia.
 Dopo i primi Agusta Bell AB 47J-3B1, acquistati nel 1971 seguirono nel 1972, gli Agusta Bell AB 206- Jet Ranger,alcuni dei quali sono ancora utilizzati per finalità operative.Nel 1973 entraron in linea i primi velivoli ad ala fissa;i tre aerei leggeri monomotore del tipo Partenavia P64B Oscar 200, al fine di integrare l’attività di volo svolta con gli elicotteri, con particolare riferimento alle ricognizioni a lungo raggio. 
I primi due elicotteri bimotore polivalenti, Agusta Bell AB 212, giunsero nel 1976.mentre nel 1979 gli Agusta A 109 A e A-II che furono radiati nel 2020 mentre nel 1987 gli aerei bimotore Vulcanair P68 “Observer” particolarmente adatto per compiti di vigilanza stradale e costiera. Un altro velivolo ad ala fissa Piaggio P.180 “Avanti II” entrò in linea in 3 esemplari nel 2007 equipaggiato con un sistema di videoripresa per la sorveglianza del territorio e delle frontiere mentre nel 2009 entrò in linea un unico A.109 “Nexus”. Acquisito in otto esemplari dal 2011, l’Agusta Westland 139C  è un elicottero bimotore multiruolo, impiegato nell’ambito della polizia di frontiera equipaggiato di una telecamera ad alta definizione dotata anche di sistema infrarosso, interfacciata con un sistema di videoregistrazione digitale, sviluppato per sistemi di sorveglianza aerea. 
Gli ultimi 3 elicotteri AW139E sono stati acquistati nel 2021 e presentano diverse innovazioni tecnologiche, tra cui una telecamera dalle prestazioni ulteriormente migliorate. In occasione dell’anniversario della polizia aerea, la livrea di questi ultimi tre velivoli è stata modificata tornando alla colorazione azzurra che garantisce maggiore visibilità e riconoscibilità.