Центральный аэроклуб СССР (ЦАК СССР) был основан 11 марта 1935 года по совместному постановлению Центрального совета Осоавихима и комитета ВЛКСМ. Новый центр авиационной подготовки должен был выработать единую методику обучения спортсменов, обобщить опыт аэроклубов и кружков Осоавихима, а также фиксировать рекордные достижения отечественных летчиков. Спустя полгода организация официально получила членство в Международной авиационной федерации (FAI), где представляла и защищала интересы советского авиационного спорта.

Первый советский рекорд на базе ЦАК был официально зарегистрирован FAI 21 октября 1936 года: Виктор Ильченко пролетел на двухместном планере по прямой 133,4 километра.

В конце 1938 года по решению советского правительства ЦАК СССР было присвоено имя летчика-испытателя Героя Советского Союза Валерия Павловича Чкалова, погибшего 15 декабря во время испытаний нового самолета.

В предвоенные годы достижения спортсменов ЦАК им. В.П. Чкалова помогли Советскому Союзу выйти на первое место в мире по количеству установленных авиационных рекордов. Аэроклуб стал кузницей авиационных кадров, еще до начала Великой Отечественной войны на базе ЦАК прошли подготовку 4600 спортсменов-парашютистов, 3 000 летчиков и 700 планеристов.

В 1941 году основная часть летного состава аэроклуба добровольно отправилась на фронт, в боевых сражениях воспитанники ЦАК им. В.П. Чкалова проявляли подлинный героизм.

После войны спортсмены аэроклуба продолжили совершенствовать свое мастерство и участвовать во всесоюзных и международных соревнованиях. Кроме того, на базе ЦАК разрабатывались положения о соревнованиях, составлялись программы авиационных праздников, проводилась методическая работа по обеспечению мер безопасности. Ни один спортивный самолет, планер или парашют не выходил в серийное производство без испытаний спортсменами ЦАК. В аэроклубе работали опытнейшие тренеры, в 1969 году национальную команду по самолетному спорту возглавил всемирно известный специалист Касум Гусейнович Нажмудинов, который подготовил 12 абсолютных чемпионов мира.

На протяжении нескольких десятилетий Центральный аэроклуб оставался главной базой для развития авиационной и спортивной деятельности. В общей сложности спортсменами ЦАК им. Чкалова было зарегистрировано 3885 авиационных рекордов, в том числе 2674 мировых. 67 спортсменов по самолетному, вертолетному и парашютному спорту завоевали звание чемпионов мира и Европы, а 29 из них удостоены титула абсолютного чемпиона.

В 1979 году ЦАК им. Чкалова получил филиал на базе бывшего военного аэродрома «Борки», расположенного в 110 км от Москвы.

В 1985 году аэроклуб был награжден орденом «Красной звезды».

В 1991 году ЦАК им. В.П. Чкалова был переименован в Национальный аэроклуб России (НАК) им. Чкалова. В 1993 году на его основе было создано ФГУП «НАК России им. Чкалова», организация вошла под ведомство Министерства спорта РФ.

В 1996 году в Национальном аэроклубе начал свою работу первый в стране сертифицированный Авиационный учебный центр гражданской авиации по подготовке пилотов-любителей.

В 2002 году Национальный аэроклуб России им. Чкалова был передан в ведение Госкомспорта России (по Распоряжению Правительства РФ от 31 октября 2002 года №1532-Р).

С 2006 года по настоящее время ФГУП «НАК России им. Чкалова» осуществляет контроль за реализацией инвестиционных контрактов по строительству многофункционального комплекса спортивной направленности на территории бывшего аэродрома «Тушино» (в соответствии с распоряжением Председателя Правительства РФ Михаилом Фрадковым 7 февраля 2006 года N 169-р).