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La Base Aérea de Torrejón fue originaria y exclusivamente la sede del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).

Después de los Pactos de Madrid de 1953, entre Estados Unidos y España, y la visita de Harold Talbott, se decidió construir la base aérea en la localidad de Torrejón de Ardoz (Madrid). La fuerza aérea de Estados Unidos en Europa (USAFE) construyó una larga y nueva pista de despegue de 4266 m, que reemplazaba a la pista de aterrizaje que había entonces, una enorme plataforma de aparcamiento de hormigón y otras múltiples instalaciones para alojar a sus bombarderos y apoyar a las misiones reflex del comando aéreo estratégico. Estas instalaciones se mantienen en la actualidad y la pista de despegue de la Base Aérea de Torrejón sigue siendo la más larga de Europa.

El 23 de septiembre de 1956 se dieron por finalizados los trabajos que permitieron abrir la pista. A la ceremonia de inauguración acudieron el secretario de la USAF, Donald Quarles, el embajador de EE.UU. en España, John Davis Lodge, el ministro del Aire, teniente general González Gallarza, el jefe de Estado Mayor del Ejército del Aire, teniente general Longoria, y el jefe de la Región Aérea Central, teniente general Castro Garnica.

La Base Aérea de Torrejón fue una de las tres principales bases aéreas de la USAFE en España durante la Guerra Fría. Los aviones de la USAFE llevaban las letras de identificación en la cola 'TJ' para indicar su pertenencia a la base. En esa época la instalación fue sede de la 16ª. fuerza aérea de los Estados Unidos en Europa, así como de la 401 Tactical Fighter Wing. Las aeronaves de la USAFE rotaban destacadas a otras bases aéreas USAFE, como la base de Aviano, Italia, y la base de İncirlik, en Turquía, que se encontraban más cerca de la Unión Soviética y, por lo tanto, más expuestas. Torrejón fue, además, una puesta en escena del refuerzo y la base logística del transporte aéreo.

La USAF retiró el grueso de sus fuerzas el 21 de mayo de 1992. No obstante, el fin definitivo de la presencia militar estadounidense en Torrejón no fue oficializado hasta casi 12 años después, el 12 de febrero de 2004.

El 9 de diciembre de 1999, por Resolución del JEMA y según la IG 10-11, se creó la Agrupación de la Base Aérea de Torrejón, dependiente orgánica y operativamente del MACEN. El primer jefe fue el general de brigada Antonio García Lozano, que hasta entonces lo había sido de la base aérea y del Ala 12. El 14 de junio de 2000, los oficiales, suboficiales y personal de tropa profesional destinados en los grupos de apoyo, personal y en la SEA, pasaron destinados a la Agrupación Base Aérea de Torrejón. El 1 de febrero de 2002 se nombró un segundo jefe de la Base Aérea de Torrejón y de la Agrupación de la base. Fue el coronel Antonio Álvarez Pujolar.