ในปีพุทธศักราช 2508 ถึง 2525 ประเทศไทยได้ตกอยู่ในสถานการณ์ก่อการร้ายคอมมิวนิสต์ โดยพรรคคอมมิวนิสต์แห่งประเทศไทยได้เริ่มปฏิบัติการโจมตีกองกำลังของเจ้าหน้าที่ฝ่ายรัฐบาลในพื้นที่จังหวัดนครพนมเป็นครั้งแรก และได้ทวีความรุนแรงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ กองทัพอากาศได้ตระหนักถึงปัญหาดังกล่าวจึงได้จัดตั้งกองบัญซาการกองทัพอากาศส่วนหน้าขึ้นเพื่อควบคุมทางยุทธการและเตรียมกำลังทางอากาศสำหรับปราบปรามผู้ก่อการร้ายคอมมิวนิสต์
ตามแผนยุทธการ ทอ.ที่ 1/08 โดยให้กองบินต่าง ๆ จัดกำลังทางอากาศเพื่อปฏิบัติการ่วมกับกำลังทางภาคพื้นและจัดตั้งฐานบินขึ้นเพื่อเป็นฐานปฏิบัติการในการวางแผนกำลัง ฐานบินพิษณุโลกจึงได้ถือกำเนิดขึ้นเมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน พ.ศ.2508 เพื่อใช้เป็นฐานปฏิบัติการในการใช้กำลังทางอากาศสนับสนุนการปราบปรามผู้ก่อการร้ายคอมมิวนิสต์ในเขตภาคเหนือตอนล่ง โดยมีเครื่องบินมาวางกำลังคือ
ฐานบินพิษณุโลกเป็นฐานบินที่มีความสำคัญทางด้านยุทธศาสตร์เป็นอย่างยิ่งจึงไต้มีการพัฒนา และยกระดับฐานบินอย่างต่อเนื่องดังนี้
ฝูงบิน 406 ได้ยกระดับเป็นกองบิน 46 เมื่อวันที่ 20 ธันวาคม พ.ศ.2525 จึงได้ถือเอาวันนี้เป็น วันสถาปนากองบิน 46
ในครั้งแรกที่จัดตั้งกองบิน 46 นั้น ได้บรรจุอากาศยานจากฝูงบิน 402 กองบิน 4 ตาคลี มาไว้ในฝูงปิน 461 กองบิน 46 โดยมีอากาศยาน 2 แบบ คือ บ.จล.2 และ บ.จล.9 ซึ่งเป็นเครื่องบินลาดตระเวนและโจมตีทางอากาศ หลังจากที่การปราบปรามผู้ก่อการร้ายคอมมินิสต์ประสบผลสำเร็จ กองทัพอากาศได้ทำการตัดแปลง บ.จล.2 เป็น บ.ล.2 และย้ายมาบรรจุไว้ที่ ฝูงบิน 603 กองบิน 6 ดอนเมือง ส่วน บ.จล.9 ใช้ในภาระกิจต่าง ๆ ดังนี้
1. ติดลำโพงขนาด 2100 วัตต์ เพื่อปฏิบัติการจิตวิทยา
2. ติดอุปกรณ์สำหรับผู้ป่วย เพื่อใช้เป็นเครื่องลำเลียงทางอากาศ
3. ติดตั้งอุปกรณ์เพื่อใช้เป็นเครื่องบินลาดตระเวนถ่ายภาพทางอากาศ (บ.ตล.9)
4. ดัดแปลงใช้เป็นเครื่องบินลำเลียง รับ-ส่ง บุคคลสำคัญ
5. ดัดแปลงใช้เป็นเครื่องบินปฏิบัติการฝนหลวง
ในช่วงปี พ.ศ.2530 เกิดกรณีพิพาทระหว่างไทยกับ สปป.ลาว โดยลาวได้อ้างสิทธิเหนือตินแดนบ้านร่มเกล้า อ. ชาติตระการ
กองบิน 46 ได้ถูกใช้เป็นฐานวางกำลังทางอากาศร่วมปฏิบัติการกับกองกำลังภาคฟื้น โดยมีเครื่องมาวางกำลังคือ บ.ข.18 (F-5), บ.จ.5 (OV- 10), บ.ตล.7, บ.จ.6, ฮ.4ก, ฮ.๖ และฝูงบิน 61 ได้จัด บ.จล.9 เข้าร่วมปฏิบัติการภารกิจ บินคุ้มกัน บินค้นหาและช่วยชีวิต รวมทั้งภารกิจลำเลียงทางอากาศ
ในปี พ.ศ.2539 กองทัพอากาศ ได้ทำสัญญาว่าจ้างบริษัท Basler Turbo Conversions, LLC ประเทศสหรัฐอเมริกา ทำการดัดแปลงเครื่องบินลำเลียงแบบที่ 2 (Douglas C-47) จำนวน 2 ลำ ให้เป็น Basler Turbo-67 หรือ (BT-67) เพื่อใช้ในการปฏิบัติภารกิจลำเลียง ภารกิจดับไฟป่า และภารกิจฝนหลวง ในวโรกาสครองสิริราชสมบัติครบ 50 ปี ของในหลวงรัชกาลที่ 9 โดยการดัดแปลงนั้น มีการเปลี่ยนเครื่องยนต์ลูกสูบดาว Pratt & Whitney R-1830-90C/1200 แรงม้า เป็นเครื่องยนต์เทอร์โบพรอป Pratt & Whitney PT6-67R/1425 แรงม้า ระบบAvionics และระบบต่างๆ ของเครื่องบินใหม่ ให้มีความทันสมัย และทนทานมากขึ้น มีการยืดลำตัวส่วนหน้าออกไปอีก 1 เมตร โดยเครื่องบินที่ได้รับตรวจมารตฐาน และได้รับใบสมควรเดินอากาศจากองค์การบริหารการบินแห่งสหรัฐอเมริกา (FAA) และกองทัพสหรัฐฯ เพื่อนำมาใช้ในภารกิจบรรเทาสาธารณภัย และการป้องกันประเทศ
