Nach der Machtergreifung der Nationalsozialisten sollte der bestehende Flughafen zum zentralen Flugkreuz Europas ausgebaut und Berlins Stellung als Hauptstadt des Dritten Reiches bekräftigt werden. Der Flughafen lag 2,5 km vom Zentrum entfernt und war entsprechend der Stadtplanung Albert Speers von 1937 als Endpunkt der Nord-Süd-Achse Berlins vorgesehen. Mit dem Bau des neuen Flughafens wurde 1935 begonnen, im Dezember 1937 waren die Rohbaumaßnahmen abgeschlossen. Mit dem Ausbruch des Krieges 1939 verlangsamte sich die Bautätigkeit, 1943 kam sie völlig zum Erliegen. Das alte Abfertigungsgebäude blieb in Betrieb. Die Neubauten dienten u.a. der Montage von Kampfflugzeugen.
Am 1. September 1940 wurde Tempelhof von der Royal Air Force erstmals bombardiert. Die Schäden blieben gering. Spätere Bombardierungen verursachten größere Beschädigungen. Am 21. April 1945 wurde mit dem letzten Lufthansa-Flug der öffentliche Verkehr eingestellt. Am 28. April 1945 besetzten sowjetische Truppen den Flughafen. Am 2. Juli 1945 wurde er von der US-Luftwaffe übernommen. Auch die Franzosen flogen Tempelhof bis zu ihrem Umzug 1960 zum Flughafen Tegel an.
Der im Krieg und danach durch Plünderungen und Brände beschädigte Flughafen musste zuerst instandgesetzt werden. Die Eingangshalle wurde von Bauschutt beräumt. Begonnene, aber nicht fertig montierte Jagdflugzeuge wurden aus den Hallen und dem unterirdischen Eisenbahntunnel abtransportiert. Auch die Rasenflächen des Rollfeldes waren durch Bombentreffer schwer in Mitleidenschaft gezogen worden.
Zwei am Columbiadamm gelegene und im Krieg wenig beschädigte Flugzeughallen wurden als erstes hergerichtet. Die Graspiste wurde zu einer 1400 Meter langen Rollblechbahn ausgebaut.
Der zivile Flugverkehr begann am 18. Mai 1946, als die erste Maschine der American Overseas Airlines (AOA) landete und die Strecke New York–Frankfurt–Berlin eröffnete. Sie war den Zivilangestellten der Besatzungsmächte vorbehalten. Erst nach der Währungsreform 1948 durften auch Deutsche mitfliegen.
In der Zeit der Berliner Luftbrücke (23.6.1948 bis 12.5.1949) war der Flughafen Tempelhof entscheidend für die Versorgung West-Berlins aus der Luft. Deshalb wurde die Rollbahn, die den Anforderungen der vielen Starts und Landungen der schweren Transportmaschinen kaum gewachsen war, bis September 1948 durch zwei weitere, in Lochblechtechnik verlegte Bahnen von je 1600 Metern Länge erweitert.
1950 räumten die Amerikaner der wiedergegründeten Berliner Flughafengesellschaft das Recht ein, den Flughafen für den zivilen Flugverkehr zu nutzen. Nicht die ehemalige Abfertigungshalle, sondern ein südlich davon gelegenes Nebengebäude mit direktem Zugang zum Flugsteig wurde dafür hergerichtet. Außerdem wurde ein neuer Kontrollturm installiert und die aus den 1920er Jahren stammenden Flughafengebäude wurden abgebrochen.
Am 9. Juli 1951 wurde der Flughafen der Stadt Berlin übergeben, wobei die Flughafengesellschaft allein die Bodenorganisation regelte und US-Amerikaner nach wie vor den Luftraum kontrollierten. 1962 wurde die große Abfertigungshalle als Zugang zu den Flugsteigen geöffnet.
Innerhalb des östlichen Flughafenbereichs, den die US-Streitkräfte bis zu ihrem Abzug nutzten, waren die Versorgungseinrichtungen der Militärangehörigen untergebracht. Direkt am Platz der Luftbrücke lag der Offiziersclub. In den Gebäuden entlang des Columbiadamms befanden sich ein Theater und eine Kantine (Mess). Es gab auch einen Kindergarten, einen Friseur, eine Wäscherei, eine Bank, einen Buchladen, ein Reisebüro und ein Bekleidungsgeschäft. Die Hangars 1-4 waren den Militärflugzeugen und dazugehörigen technischen Geräten vorbehalten.
Die US Air Force nutzte den Flughafen bis zu ihrem Abzug. Mit der Fertigstellung eines Teils des Flughafens Tegel war der zivile Flugverkehr von 1975 bis 1985 unterbrochen. Am 30. Oktober 2008 wurde der Standort Tempelhof endgültig geschlossen.
