前身为成立于1945年6月16日的美国海军航空试验中心，总部位于马里兰州帕图克森特河海军航空站。1992年1月1日，海军航空试验中心被重组为海军空战中心飞机部，隶属于美国海军航空系统司令部。

海军空战中心飞机部主要负责组织开展海军飞机平台、推进系统、航电系统、任务系统、训练系统、航空保障设备、飞机发射与回收系统、空中交通管制系统以及舰基、岸基和空中特种任务装备的研究、开发、采办、试验与鉴定，并进行空中平台系统集成、任务和成本分析，以及为海军作战部队提供有人/无人飞机全寿命周期服务保障。

海军空战中心飞机部下辖大西洋试验联队、帕图克森特河海军航空站、莱克赫斯特海军航空站及奥兰多州海军空战中心训练系统分部。大西洋试验联队由第20固定翼飞机试验与鉴定中队（VX-20）、第21旋翼机试验与鉴定中队（HX-21）、第23攻击机试验与鉴定中队（VX-23）、第24无人机试验与鉴定中队（UX-24）和海军试飞员学校组成。主要从事海军航空系统开发和采购的飞行和地面试验活动，负责固定翼/旋翼飞机、有人/无人飞机的研究、开发、试验与鉴定工作，以及试飞员、试飞工程师和海军试飞军官培训。帕图克森特河海军航空站负责海军航空武器采购、管理、研究与发展，以及飞机空中和地面试验/鉴定，飞机后勤保障和维护支持的部门，主要为海军新型空中平台提供陆基、沿海或近海的全套测试。莱克赫斯特海军航空站是海军飞机弹射与回收装置以及海军航空保障设备的保障和研发部门，主要为固定翼和旋翼飞机在航母上和海军陆战队远征机场的作战使用提供全寿命周期保障。

海军空战中心飞机部在帕图克森特河海军航空站建有用于评估在舰上环境中使用的武器系统设计与评估的专用试验设施（陆基TC-7弹射器、MK-7拦阻装置等）。莱克赫斯特海军航空站配备有蒸汽和电磁弹射器、光学助降装置、拦阻装置、飞行甲板标记/照明系统、飞机和武器支持设备、飞机维修和保养设备、独特的航电测试设备、飞机发动机测试设备及舰载飞机消防设备等其他保障设备；此外还拥有两条传统机场试验跑道，一条12000英尺（约3658米）的研发测试专用跑道，一个直径约4000英尺（约1219米）的圆形伞降训练场，一个拥有5条试验滑轨的喷气滑车轨道试验站；还配备有高架固定平台、电磁飞机弹射系统功能验证设施、喷气导流板试验站、喷气滑车轨道试验站、跑道拦阻着陆试验站、蒸汽弹射试验设施等，这些试验设施能够开展有飞机代表性的加重火箭橇试验、固定载荷试验及飞机弹射起飞和拦阻着陆试验。

海军空战中心飞机部实验室设施有：①综合战场仿真与试验设施。主要是空战环境试验与鉴定设施和机载系统试验设施，包括大型消声室，有人驾驶飞机模拟器，屏蔽机库，电子战集成系统试验实验室，防空威胁实验室，通信、导航、敌我识别实验室，分布式试验设施，作战模拟等设施。②飞机弹射与回收装置及保障设备工程实验中心。拥有一整套能够完成飞机弹射与回收装置和保障设备设计、开发、评估、验证、部署和在役工程保障的工程实验室。③材料工程实验室。为飞机弹射和回收设备、保障设备系统提供全面的材料分析、故障分析和工程调查支持，通过与使用方密切合作，收集数据、确定故障原因，并提出预防性设计和/或材料变更建议，以增强设备可靠性，从而提高机队使用就绪性。

试验场有大西洋试验场和切萨皮克试验场。大西洋试验场是美国海军研究、开发、试验与鉴定海军飞机的主要场地，拥有进行试验与鉴定和训练用的机场和地面试验设施，如RCS测量设施、真实-虚拟-构造环境设施等。大西洋试验场拥有切萨皮克试验场限制区域中的空中射击场和两个专用面目标区域。切萨皮克试验场近岸作业区，由选定的目标和空域组成，覆盖切萨皮克湾、马里兰州、特拉华州和弗吉尼亚州上空的区域。

海军空战中心飞机部设有大西洋警告区，位于德尔马瓦半岛以东，大西洋上空，提供额外的空中/海上区域。