1959年3月，机场开始改扩建动工，按一级机场设计、二级机场修建，次年4月5日跑道工程全部完工，跑道为长2200米、宽60米、厚0.27米的水泥结构建筑，配套建设有飞行带及滑行道、停机坪等，可供全重100吨以下的飞机起降。

1967年，机场进行了跑道扩建工程，跑道两端各延长200米，跑道增长至2600米。

1982年3月15日，民航局批准双流机场再次扩建，跑道再次向两端各延长100米，达到2800米，正式达到一级机场标准，并加厚0.21米，厚度达到0.48米，跑道承重能力提高到157吨，同时扩建停机坪和滑行道。于1983年4月动工，8月13日完成第一期扩建工程，9月25日正式复航，可供包括波音707以下各型飞机起降。

20世纪80年代，波音707大型客机和波音707-300型客机先后投入营运，双流机场的空运业务猛增。截至1987年，每周已有200余个航班飞往全国各地，高峰期小时起降飞机多达10余架次，进出港旅客逾1000名。

1987年5月，机场进行候机楼扩建，按旅客高峰小时1200名和完全现代化的地面服务设施进行设计施工，新候机楼于1989年底竣工交付使用。

1987年7月，中国民航管理体制改革在民航成都管理局试点。10月15日，根据中国民用航空局《关于对成都管理局体制改革方案报告的批复》，原民航成都管理局被分为分为中国民用航空西南地区管理局、中国西南航空和成都双流机场。

1993年，成都双流机场被国家批准为国际口岸机场。

1994年1月，成都双流机场飞行区扩建工程开工。

1995年11月30日，成都双流机场被批准更名为“成都双流国际机场”。

1998年9月10日，总投资13亿的成都双流国际机场航站区扩建工程动工。

1999年7月29日，成都双流国际机场新第一跑道投入使用。

2001年，成都双流国际机场扩建工程全部完工并投入使用。

2003年，成都双流国际机场继北京、上海浦东、广州之后成为大陆第四个配备II类盲降系统的机场，开始新建国际候机楼。

2004年9月28日，成都双流国际机场国际候机楼竣工使用。

2005年8月，成都双流国际机场与休斯敦机场结为姊妹机场。

2007年1月，成都双流国际机场成为中国第七家、中西部第一家国际卫生机场。

2008年11月，成都双流国际机场二跑道项目正式开工。

2009年，成都双流国际机场全长3600米、宽60米的东跑道（02R/20L）以及配套滑行道、联络道、III类仪表着陆系统等修建完成，12月18日7时31分，二跑道正式有条件投入使用，成都双流国际机场成为了中国大陆继北京、上海、广州之后第四个拥有双跑道机场的航空枢纽。

2011年2月21日零时，成都双流国际机场航空货站建成投入营运，设计年货物处理能力为50万吨，其中国内货物40万吨、国际货物10万吨。

2012年4月，成都双流国际机场与澳大利亚墨尔本机场建立了“姊妹机场”合作框架。7月8日，成都双流国际机场与台湾桃园国际机场正式签署《合作备忘录》，成为“姊妹”机场。7月28日，成都双流国际机场二号航站楼开始试运营。8月9日4时，T2航站楼正式投入使用。

2013年2月13日，成都双流国际机场与新加坡樟宜机场一道荣获亚洲航线大会颁发的“亚太地区最佳机场成就奖”。6月，国家民航局正式批准确定简阳芦葭优化场址为成都新机场场址。9月1日，机场72小时过境免签证政策开始向符合条件的国际旅客开放。

2014年12月20日，在成都双流国际机场设双流机场站的成绵乐城际高速铁路正式投入运营。

2017年12月14日，成都双流国际机场全年出入境客流突破500万人次。标志着成都航空口岸成为全国第4个、中西部唯一一个出入境流量突破500万的一类航空口岸，仅次于上海浦东、北京首都、广州白云国际机场。

2018年7月，成都双流国际机场卫星厅开工建设。

2020年1月6日，成都双流国际机场卫星厅投入使用。

2022年8月28日，国航成都—努尔苏丹成功首航。

2022年9月3日7点27分，从北美出发的5Y8469航班降落双流国际机场。短暂停留后，11点42分该航班又启程飞往美国芝加哥。这标志着爱派克斯国际物流成都至北美货运航线正式开通。

2022年9月15日9时28分，一架B747F全货机从成都双流国际机场起飞，满载着中国头部跨境电商平台SHEIN的11万票近100吨订单包裹飞往美国纽约，标志着首个“成都-北美”出口跨境电商全货机航线正式开通。

2022年11月4日晚，一架满载电商、贸易货物的波音747-8F货机从成都双流国际机场起飞，平稳降落于巴西圣保罗机场，这是继5月13日太美航空开通西南首条至南美洲国际货运航线后，成都双流对拉美市场的再布局，标志着空港宏远“成都=圣保罗”国际货运航线正式开通。

2023年2月6日，双流国际机场提质改造项目举行动工仪式。主要对双流机场现有飞行区、航站楼及配套设施等进行提档升级。建设内容包括飞行区升级改造、T1/T2航站楼改造、贵宾服务中心改造、公务机基地改造、货运区改造等，计划于2025年12月建成。

2023年3月15日，四川省机场集团有限公司发布《关于成都双流机场、成都天府机场航班转场的公告》称，自2023年3月26日00:00起，原在双流机场运行的国际客运航班将全部转场至天府机场运行，原在天府机场运行的长龙航空、深圳航空将部分转场至双流机场运行。

2023年3月23日，成都双流国际机场发布公告：《关于成都双流机场、成都天府机场航班转场的公告》称，2023年4月3日零时起，成都双流国际机场T1航站楼因工程改造将暂时关闭，四川航空在双流机场T1航站楼的国内进出港客运航班同步转移至T2航站楼。届时，双流机场所有航司的国内进出港客运航班仅在T2航站楼运营。4月16日，一架满载55吨货物的全货机航班从成都双流国际机场起航，飞向布达佩斯。这标志着成都直飞布达佩斯定期货运航线成功首航，与此前开通的比利时布鲁塞尔全货运航线形成东西区域呼应。4月18日，“赋能号”从双流机场起飞，标志着这架747-8F全货机的“成都—北美”航线顺利实现中国首航。

2023年4月20日，成都双流机场提质改造工程可行性研究（代立项）报告获得四川省人民政府正式批复。

2023年8月31日，成都至非洲全货机航线开通。

2023年9月，成都双流国际机场提质改造项目开工建设，计划于2025年12月全面竣工投运。施工期间，机场飞行区不停航施工，最大限度降低对航班运行的影响。

2024年6月28日，成都公务机基地(FBO)正式投用。该基地位于成都双流国际机场，设有20个专用机位。7月，由其承担设计任务的成都双流国际机场提质改造工程东飞行区升级改造工程顺利通过行业验收，标志着双流机场即将恢复双跑道运行。9月3日起，西藏航空执飞从成都双流国际机场直达西昌青山机场夜间航班。

1959年至1960年机场第一次扩建，跑道长2200米，可供伊尔18机型、全重100吨以下的飞机起降，新建的候机楼面积8500平方米，采用薄壳多拱结构，与高层指挥调度楼相连接的不对称形式。

1967年，机场将跑道由2200米延长至2600米，仍只能供100吨以下的飞机起降。

1983年、1991年，机场先后两次扩建，使候机楼的面积增至17400平方米，有储、供油万吨以上设施，航行管制、通讯导航、气象预报、运输服务等设施都较西南各个机场完备。

1994年至2001年，机场先后对飞行区和航站区进行了大规模扩建，总投资达28亿人民币，使飞行区等级指标达到4E，跑道延长至3600米，可起降世界上包括波音747-400在内的各型飞机，并安装了二类精密进近灯光系统；新建候机楼82000平方米，设计采用平行三指廊布局，实行进出港分流、国内外旅客分流，高峰小时旅客容量3500人；新建停车场74000平方米，站坪车道44000平方米。

2003年，机场投资3.8亿人民币，开始新建39000平方米的国际候机楼，2004年9月28日竣工使用。

2008年12月31日，成都双流国际机场第二跑道和新航站楼（T2航站楼）工程开工建设。该项目投资概算130亿元，由民航局、四川省及四川省机场集团出资。项目工程建设工期为三年半。改扩建项目为新建长3600米、宽60米的第二跑道及平行滑行道、联络道系统，新建站坪83.7万平方米、航站楼29万平方米，迁建5000平方米航管楼等。

成都双流国际机场扩能改造工程由交通中心停机坪及滑行道等项目组成，于2016年11月1日获得可研报告批复，初步设计及概算于2016年11月25日获得民航西南地区管理局和四川省发展和改革委员会联合批复。扩能改造工程于2017年初开工，2019年12月31日全面完成并投入使用，机坪总数量增至228个，D滑行道贯通，极大提高了飞机滑行运行效率，可保证双流国际机场具备6000万旅客/年的吞吐能力。

2023年11月，成都双流国际机场西飞行区升级改造工程西跑道顺利贯通。

截至2019年9月，成都双流国际机场已开通航线349条（其中国际和地区航线121条，国内航线228条）。通航国内外城市209个（其中国际和地区城市78个，国内城市131个），是四川航空、成都航空的基地机场，中国国际航空、中国东方航空、中国南方航空、祥鹏航空、深圳航空等设立分公司。

自2015年10月25日起，成都双流国际机场国内出发航班停办值机手续时间，由30分钟正式调整为航班起飞前45分钟，港澳台及国际出港航班的停止办理值机手续时间以购票时承运航空公司的通知为准。

1987年，成都双流机场全年旅客吞吐量110.85万人次，货邮吞吐量达到25167.8吨。

2012年，成都双流国际机场全年旅客吞吐量突破3000万人次，进入全球最繁忙机场行列。

2015年，成都双流国际机场全年旅客吞吐量超4000万人次。

2018年，成都双流国际机场全年旅客吞吐量超5000万人次。

2019年吞吐量全国排名第四。

2021年，成都双流机场全年旅客吞吐量4011.7万人次，位居全国第二。

截至2024年3月25日，天府机场口岸出入境人员达367万余人次、航班达2.9万余架次，单日出入境人员最高峰逾2万人次。

2024年1-6月，成都双流国际机场旅客吞吐量达到1567.38万人次，同比增长5.40%。

截至2024年3月，天府机场累计开通国际(地区)定期客货运航线55条，每周出入境航班达700余架次。

截至2024年3月，双流机场国际(地区)货运航线共24条，其中北美洲4条、欧洲8条、亚洲11条、非洲1条。

2024年1-6月，成都双流国际机场货邮吞吐量29.23万吨，同比增长14.86%。

2024年9月，据四川出入境边防检查总站数据统计，7月5日至8月31日暑运期间，成都航空口岸出入境人员突破100万人次，同比增长66%；日均出入境人员1.5万人次，单日最高出入境人数突破2万人。

2013年6月，成都双流国际机场口岸获批成为实行外国人72小时过境免签政策，机场成为获得外国人72小时过境免签政策的中国内地第4个机场，也是中国中西部首个实施72小时过境免签政策的机场。

从2013年9月起，德国等51个国家的人员，持有第三国签证和72小时内确定日期、座位前往第三国（地区）的联程机票，可以在不持有中国签证的情况下，从成都双流国际机场入境和出境，在成都行政区划内停留72小时。

2019年1月1日起，成都正式实施外国人144小时过境免签政策。美国、加拿大、英国等54国公民持有效国际旅行证件和144小时内确定日期及座位的联程客票从上述口岸过境前往第三国（地区），可免办签证在规定区域内停留不超过144小时。

2017年8月2日，成都双流国际机场引进的自助行李托运设备正式投用。无需机场工作人员操作，乘机旅客自己即可办理行李托运。

2006年，成都双流国际机场开始启用自助值机柜台。2013年4月，成都双流国际机场正式开通了旅客自助值机服务，自助值机柜台可以为购买电子客票、乘坐国内航班并没有托运行李的旅客提供自助值机服务，包括自选座位、打印登机牌。截至2016年，机场的总自助值机柜台接近60台。

根据2017年8月机场官网信息显示，机场出租车候车点为1号航站楼：到达大厅2号门外。2号航站楼:到达大厅4、5号门外。

根据2017年8月机场官网信息显示，成绵乐城际铁路在成都双流国际机场第二航站楼负一层设双流机场站，连接双流机场与成都火车南站和成都火车东站。双流机场站实现了双流国际机场与德阳、眉山等城市半小时内到达，与江油、绵阳、乐山、峨眉山等城市一小时内到达。

成都地铁10号线于2017年9月6日开通。一期工程全长约10.9千米，均为地下线，共设车站6座，起于太平园站，途径簇锦站、华兴站、金花站、双流机场1航站楼站，止于双流机场2航站楼站。该线路的开通试运营，实现了城市地铁交通与航空运输的无缝换乘，对于分担机场大客流需求和带动临空经济示范区发展具有重要意义。

成都地铁19号线二期于2023年11月28日开通。19号线二期双流机场2航站楼东站与10号线双流机场2航站楼站之间的地下通道正式开放，两站之间实现“出闸换乘”。乘坐19号线双机场直达车，仅需30分钟即可从双流国际机场到达天府国际机场。

根据2017年8月机场官网信息显示，机场1号停车场位于T1航站楼前。2号停车场位于T2航站楼前，车位数为2142个。

根据2017年8月机场官网信息显示，机场停车场收费金额以人民币结算。车型按公安交通管理部门的规定划分:蓝色牌照为小型车，黄色牌照为大型车。军用车辆、执行公务的警用车辆和正在执行任务的特种车辆免征停车费。

2023年4月20日，为提升成都双流国际机场运行保障能力，推动成都国际航空枢纽“两场一体”高质量运营，四川省政府原则同意实施成都双流国际机场提质改造工程，项目建设工期为36个月，项目估算总投资为300547万元。

成都双流国际机场为西部重要的航空枢纽，对助推地方经济发展和社会开放起到了牵引作用。

成都新机场的规划建设，对于巩固和强化成都的交通枢纽地位，推动成渝经济区发展、加快天府新区开发建设、加快四川对外开放进程，以及实施“三大发展战略”，推进“两个跨越”具有重要的支撑意义。