O ITA foi criado pelo Marechal-do-Ar Casimiro Montenegro Filho.
De acordo com o previsto no plano de criação do antigo Centro Técnico Aeroespacial (CTA, atual DCTA), o primeiro instituto a ser instalado seria uma escola de formação de engenheiros aeronáuticos. Assim, desde o início de seus trabalhos, paralelamente às atividades de construção e aquisição de equipamentos, a Comissão de Organização do DCTA (COCTA) selecionou professores e técnicos para o Instituto Tecnológico de Aeronáutica, os quais inicialmente trabalharam junto à Escola Técnica do Exército (atual Instituto Militar de Engenharia, IME).
Após o Decreto 27.695/50 transferir daquela escola para o ITA os cursos de preparação e formação de engenheiros de aeronáutica, o então Ministro da Aeronáutica baixou instruções regulando a admissão ao ITA (Portaria nº 38, de 1º de março de 1950) e a organização do mesmo (Portaria nº 88, de 24 de abril de 1950).
Nos termos do Decreto nº 5.657, de 30 de dezembro de 2005, o ITA é uma das Organizações Militares (OM) subordinadas ao atual DCTA.

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