В нескольких городах УССР нужно было оборудовать пассажирские аэродромы. В Киеве для этой цели приспособили военное лётное поле возле села Жуляны (ныне — местность в городской черте). 25 мая 1924 сюда прибыл пробным рейсом из Харькова самолёт Укрвоздухпути «Красный химик» (системы «Дорнье Комета»). Перелёт занял 3 часа 20 минут. С первых чисел июня начались систематические полёты из Харькова в Киев и назад по расписанию, в каждом направлении по одному рейсу дважды в неделю. На тот момент аэропорта ещё не существовало — было только лётное поле.

В 1930-е годы главным аэропортом Киева был Броварской аэропорт, который был уничтожен немцами в 1941 году.

Новый аэровокзал был построен в 1949 году по проекту архитектора Виктора Елизарова — одного из авторов обновлённого Крещатика.

В названии «воздушных ворот» Киева слово «Жуляны» сначала отсутствовало. В 1920-х говорили «аэродром в Посту-Волынском», в 1940—1950-х — «аэропорт на Чоколовке» или просто «Киевский аэропорт», так как был в столице Украины единственным для Аэрофлота. Он принимал самолёты с пассажирами и грузами из разных концов СССР. Через Жуляны проходили международные рейсы из Москвы в столицы государств социалистического лагеря.

Официально употреблять название «аэропорт Жуляны» начали уже в 1960-х после строительства нового аэропорта в Борисполе. После присоединения посёлка Жуляны к Киеву аэропорт был переименован в Международный аэропорт Киев.

Генеральным планом развития города Киева до 2025 года предусмотрено дальнейшее развитие аэропорта «Киев» («Жуляны»).

Василий Хмельницкий заявил, что вложил в аэропорт $70 млн на строительство терминалов и взял дополнительно $50 млн в кредит и намерен добиться, чтобы аэропорт стал эффективным.

В первой половине 2009 года была окончена реконструкция взлётно-посадочной полосы и появилась возможность принимать более тяжёлые самолёты, такие как Boeing 737 и Airbus А320. С 11 мая 2009 года аэропорт начал работу в круглосуточном режиме. Аэропорт имеет статус международного. 17 мая 2012 открыт новый терминал «А» с пропускной способностью 320 пассажиров в час, который стал самым большим терминалом аэропорта. Внутри терминала работают 4 ресторана, 5 баров, 3 магазина Duty Free, 2 детские комнаты, обычный и бизнес залы. В сентябре 2017 года пассажиры аэропорта получили возможность выбрать и предзаказать товары в магазинах беспошлинной торговли онлайн с помощью сервиса MyDutyFree, что существенно экономит их время.

Аэропорт находится в коммунальной собственности города Киева, однако в 2005 году предпринимались попытки переподчинения объекта Министерству транспорта и связи для создания Международного аэропорта малой и коммерческой авиации. В связи с высокой стоимостью земли в Киеве озвучивались также планы сноса аэродрома и переноса рейсов из Жулян в пригородные аэропорты «Антонов» или Авиабаза Васильков.

На территории аэропорта находится самый большой на Украине авиационный музей, где на площадке под открытым небом представлены многие образцы гражданской и военной авиатехники.

Перед началом чемпионата ЕВРО-2012 был построен Международный терминал «А», который обслуживает все международные рейсы. Также в 2013 году были введены в эксплуатацию терминал внутренних рейсов «Д» и бизнес терминал «Б». Все терминалы находятся в частном управлении.

C 27 марта 2011 года через аэропорт Жуляны осуществляет рейсы авиакомпания Wizz Air, которая поменяла свою базу и перевела сюда воздушные судна из аэропорта Борисполь. С 15 сентября 2013 года авиакомпания flydubai открыла прямой рейс из Жулян в Дубай (DXB). Рейс выполняется 14 раз в неделю, два раза в день.

Происшествия

1. 17 августа 1957 года вблизи аэропорта столкнулись два Ил-14. Погибли 15 человек.
2. 17 декабря 1976 года Ан-24, выполнявший регулярный рейс по маршруту Черновцы — Киев, потерпел катастрофу при заходе на посадку. Посадка выполнялась ночью, в условиях низкой облачности, снега с дождем, обледенения и тумана (видимость — 600 м). Информация об ухудшении видимости ниже минимума в 700 м не была сообщена экипажу, который начал снижение с опозданием с вертикальной скоростью выше расчётной. В 2500 м от ВПП Ан-24 пересёк глиссаду и продолжил снижение с повышенной вертикальной скоростью. На высоте принятия решения экипаж, не имея визуального контакта с землёй, не ушёл на второй круг. В 1265 м от ВПП самолёт столкнулся с бетонным забором БПРМ, затем, пролетев ещё 115 м, врезался в железнодорожную насыпь, разрушился и загорелся. Из 55 человек, находившихся на борту, 48 погибло.
3. 9 декабря 2007 года при заходе на посадку в 400 метрах от ВПП потерпел катастрофу региональный самолёт Beechcraft C90A.
4. 14 июня 2018 года при заходе на посадку сошёл с взлётно-посадочной полосы MD-83 (АК "Bravo Airways", регистрационный номер UR-CPR ). В результате аварии никто не пострадал, но самолет был списан.
5. 12 июля 2019 самолёт Boeing 737−300 авиакомпании Белавиа с бортовым номером EW 336PA, выполнявший рейс B2847 из Минска, при посадке сошёл с взлётно-посадочной полосы. Ни один из находившихся на борту 139 пассажиров и 5 членов экипажа в результате инцидента не пострадал. Самолёт получил незначительные повреждения