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四川航空大廈，四川航空总部
运7“创业号”，是川航自有的首架飞机，现摆设于成都雙流機場的四川航空北頭基地川航货运大楼外
1997年4月1日，川航第三架空中客车A320（B-2342）停靠在北京首都国际机场；川航是中国内地第一家引进A320的航空公司
2018年，四川航空也是中國大陸第一批引進A350客機的兩家航空公司之一（另一家為國航）
1986年3月10日，四川省人民政府发出《关于成立四川省航空公司的通知》，经半年筹备后，四川省航空公司1986年9月19日在成都注册成立，为全民所有制企业[1]:21，1987年6月24日获颁航空运输许可证书[1]:423，同年向西飞订购5架運-7，首两架1987年12月15日调机至成都交付[1]:87。
1988年7月14日，川航正式开航，使用运-7由成都始发直达万县。1991年，川航以融资租赁、易货贸易的方式引进了4架图-154飞机，1992年1月4日首航[1]:426。1992年5月7日，四川省人民政府同意四川省航空公司更名为四川航空公司[1]:427。
1995年12月，四川航空引进空中客车A320，成为首家引进该型号飞机的中国航空公司，并为四川航空全空客机队揭开了历史序幕[1]:84，1998年开始引进空中客车A321[1]:77，2004年引进A319用于高原航线[1]:79。1997年至2000年，川航创业初期使用的运-7陆续退役[1]:93，2001年将图-154售回俄罗斯[1]:90。
2000年，川航率先在国内乃至亚太地区引进了5架巴西ERJ-145飞机[1]:87，投入以中国西部为重点的支线航空运输，构筑辐射全国的纵跨南北、横贯东西的幹、支线航空运输网络。同年，川航与德国汉莎膳食服务（亚洲）控股有限公司合资成立四川航空汉莎食品有限公司，2001年5月1日建成投产[2]。川航亦积极寻求合作伙伴，开始了公司的股份制改造。2002年8月29日，由四川航空集团为主联合中國南方航空、上海航空、山東航空和成都银杏金阁投资公司共同发起设立改制後的四川航空股份有限公司。四川航空集团公司和四川航空股份有限公司同时挂牌正式成立[1]:22-23。
2006年5月，四川航空與荷蘭皇家航空實現代碼共享協議，由荷蘭皇家航空執飛的成都至阿姆斯特丹航線將與四川航空代碼共享。2007年9月10日，川航开通首条国际航线，由成都飞往韩国仁川[3]。
2009年6月23日，首架在空中客车（天津）总装公司组装的A320交付川航[4][5]。2010年2月5日，川航引进空中客车A330，并于2月9日春运期间首次载客运营[6]，这也是川航首款宽体客机[7]。2011年，川航将5架ERJ145转予河北航空。
2012年6月22日，四川航空开始执行第一次长程飞行，即从成都起飞，经停沈阳后飞往加拿大温哥华的3U8579航班[8][9]。次年2月28日，川航开通成都往返墨尔本的3U601/602航班，这是西部首条大洋洲航线[10]。2013年12月20日，川航又开通重庆往返悉尼的3U605/606次航班，该航线是中国西部地区首条直飞悉尼的航线，结束了西部地区飞悉尼需借道北京、上海、广州的历史[11]。
2015年6月24日，四川航空開通成都雙流機場至甘孜康定機場至稻城亞丁機場，由空客A319执飞，甘孜康定機場及稻城亞丁機場分別是世界海拔第四高及第一高的機場，这是川航率先完成藏区高高原机场环线首航[12]。
2017年6月29日，四川航空将货运部升级成立为全资子公司，挂牌成立四川川航物流有限公司[13]，2019年7月14日接收首架A330-200F全货机[14]。
2017年9月，川航接收其首架A320neo[15]，2018年5月引进A321neo。2018年2月5日，川航设立乌鲁木齐基地。[16]
2018年6月23日，四川航空公司开通了从成都经布拉格到苏黎世的航線。这是四川航空公司的第一个第五航權航線。其也是唯一一家使用空中客车A330宽体飞机运营这条航线的航空公司。同年8月9日，四川航空接收其首架空客A350飞机，同月16日开始用A350执行定期航班。四川航空和中国国际航空是中国内地第一批接收A350的航空公司[17][18]。
2023年3月26日，川航将成都出港的国际、港澳台航线由双流机场T1航站楼全部转场至天府机场T1航站楼[19]。2023年11月下旬，四川航空與土耳其航空實現代碼共享協議，其中共享航線包括：成都-伊斯坦堡（由川航實際運營）及伊斯坦堡-雅典、伊斯坦堡-巴黎、伊斯坦堡-倫敦和伊斯坦堡-亚的斯亚贝巴等由土耳其航空實際運營的航線。[20]
2025年6月30日，四川航空3U3827航班从成都天府国际机场起飞，成都—伊斯坦布尔—雅典航线正式开通。成都成为继北京、上海后，中国内地通航雅典的第三个城市。該航線也是繼成都—布拉格—蘇黎世航線停飛之後，川航第二次開通第五航權航線。