As origens do aeroporto remontam à pista do Alto da Balança, implantada na década de 1930. Durante a Segunda Guerra Mundial (1939-1945) foi instalada uma base Aérea de apoio às forças aliadas e construída a pista 13/31 com cerca de 2.100 m e, em 1963, foi ampliada para 2.545 m.
Em 13 de maio de 1952, a Base do Cocorote, como era conhecida, passou à denominação de Aeroporto Pinto Martins. A escolha do nome foi devida em homenagem ao piloto cearense, Euclydes Pinto Martins (1892 - 1924), natural do município de Camocim, a 380 km da capital, que realizou o primeiro vôo entre New York e Rio de Janeiro a bordo de um hidroavião, entre setembro de 1922 e fevereiro de 1923.
O primeiro terminal de passageiros foi construído em 1966, com aproximadamente 8.200 m² de área construída e capacidade para atendimento de 900 mil passageiros/ano.
A Administração do aeroporto foi transferida para a INFRAERO em 07 de janeiro de 1974 (Portaria nº 220/GM5, de 03/12/1973), quando deu início a uma série de obras de revitalização e ampliação do complexo aeroportuário.
Através de uma parceria entre a Infraero, governo federal e governo estadual, foi iniciada em 30 de abril de 1996 a construção do novo Terminal de Passageiros (TPS) e foi classificado como internacional em 1997 (Portaria 393 GM5, de 05/06/1997). O Terminal foi inaugurado em 07 fevereiro de 1998 e entregue totalmente em 17 de junho de 1999 (conforme Termo de Recebimento Definitivo das Obras).
Agora, 14 anos após a sua inauguração, o TPS se prepara para uma nova ampliação. A obra teve início em 04 de junho de 2012 e deverá ser totalmente concluída em fevereiro de 2017.
O Novo Terminal de Logística de Carga
O novo Terminal de Logística de Carga (TECA) entrou em operação em julho de 2009, com um investimento total de aproximadamente R$ 35 milhões. A obra, que consistiu em um terminal, um pátio para aeronaves cargueiras e vias de acesso, vai ampliar a aviação comercial a partir do Aeroporto de Fortaleza.
Com o novo TECA, a capacidade será expandida para 5 mil toneladas de carga (importação e exportação), com três câmaras frigoríficas e uma área aproximada de 9.000 m².
O Terminal possui área alfandegária, ou seja, autorizada a operar com importação e exportação de mercadorias. As cargas domésticas continuarão sendo armazenadas nos galpões das próprias empresas transportadoras; as cargas internacionais serão armazenadas exclusivamente no TECA, onde passam pela fiscalização da Receita Federal, Anvisa e Ministério da Agricultura.
A Nova Torre de Controle
No primeiro semestre de 2009, o Aeroporto Internacional Pinto Martins concluiu a nova Torre de Controle (TWR). A obra teve um investimento total de aproximadamente R$ 23 milhões e teve início em março de 2005. A nova torre possui 40m de altura (a antiga torre tem 18m) e proporcionou maior segurança aos pousos e decolagens.