การจัด กรมยุทธการทหารอากาศ ในปัจจุบัน มีผลสืบเนื่องมาจากการจัดส่วนราชการเพื่อให้มีหน่วยงานรองรับการปฏิบัติภารกิจสอดคล้องกับสถานการณ์ และเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปตามสภาวะแวดล้อม สามารถปฏิบัติภารกิจได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยได้มีวิวัฒนาการด้านการจัดมาตั้งแต่ปี พ.ศ.๒๔๘๐ ซึ่งเป็นปีที่ กระทรวงกลาโหม ได้ยกฐานะ “กรมทหารอากาศ” ขึ้นเป็น “กองทัพอากาศ” ได้มีการจัดหน่วยงานเพื่อรับผิดชอบการปฏิบัติภารกิจทางด้านยุทธการมาตาม ลำดับ ดังนี้

ปี พ.ศ.๒๔๘๐ กองทัพอากาศ ได้ประกาศใช้อัตรากองทัพอากาศ พ.ศ.๒๔๘๐ ตามข้อบังคับทหารว่าด้วยการกำหนดกำลังเจ้าหน้าที่กองทัพอากาศในเวลาปกติ พ.ศ.๒๔๘๐ ลงวันที่ ๖ กันยายน พ.ศ.๒๔๘๐ จัดตั้ง “กรมเสนาธิการทหารอากาศ” เพื่อรับผิดชอบงานด้านเสนาธิการกิจของกองทัพอากาศ มีหน่วยขึ้นตรง ๔ หน่วย ประกอบด้วย แผนกที่ ๑, แผนกที่ ๒, แผนกที่ ๓, แผนกที่ ๔ โดยมอบหมายให้ แผนกที่ ๓ รับผิดชอบงานด้านยุทธการ นับเป็นจุดเริ่มแรกที่ได้มีการกำหนดหน่วยงานขึ้นเพื่อรับผิดชอบงานด้านยุทธการ และได้กำหนดตำแหน่งหัวหน้าแผนกที่ ๓ เงินเดือนอัตรา “นาวาอากาศโท” เป็นผู้รับผิดชอบ

ปี พ.ศ. ๒๔๘๓ กองทัพอากาศ ได้ปรับปรุงโครงสร้างการจัดและอัตรา เพื่อให้สอดคล้องกับความรับผิดชอบในการปฏิบัติ โดยยกเลิก อัตรากองทัพอากาศ พ.ศ.๒๔๘๐ และประกาศใช้ อัตรากองทัพอากาศ พ.ศ.๒๔๘๓ ตามข้อบังคับทหาร ว่าด้วยการกำหนดกำลังเจ้าหน้าที่กองทัพอากาศในเวลาปกติ พ.ศ.๒๔๘๓ ลงวันที่ ๑๖ พฤษภาคม พ.ศ.๒๔๘๓ ได้แก้ไขปรับปรุง หัวหน้าแผนกที่ ๓ จากเงินเดือนอัตรา “นาวาอากาศโท” เป็น “นาวาอากาศเอก”

ปี พ.ศ. ๒๕๐๖ กองทัพอากาศ ได้แก้ไขปรับปรุงการจัดส่วนราชการใหม่ เพื่อให้การบริหารราชการรเข้าสู่ระบบที่เหมาะสม ทันต่อวิวัฒนาการและสอดคล้องกับมาตรฐานการจัดกำลังทางอากาศ จึงได้ปรับปรุงการกำหนดอัตรากำลังเจ้าหน้าที่กองทัพอากาศ เพื่อให้สอคล้องกับ พระราชกฤษฎีกาแบ่งส่วนราชการและกำหนดหน้าที่ของส่วนราชการ กองทัพอากาศ กองบัญชาการทหารสูงสุด กระทรวงกลาโหม พ.ศ.๒๕๐๕ โดยยกเลิกอัตรากองทัพอากาศ พ.ศ. ๒๔๙๘ และประกาศใช้อัตรากองทัพอากาศ พ.ศ. ๒๕๐๖ ตามคำสั่งกระทรวงกลาโหม (เฉพาะ) ลับ ที่ ๕๒/๑๖๘๘๗ ลงวันที่ ๒๙ สิงหาคม พ.ศ.๒๕๐๖ ในส่วนของกรมยุทธการทหารอากาศ ได้ กำหนดภารกิจ หน้าที่ที่สำคัญและขอบเขตความรับผิดชอบ และการจัดส่วนราชการ ดังนี้ ภารกิจ มีหน้าที่ วางแผน ออกคำสั่ง กำกับการ และควบคุมในเรื่องยุทธการ กำหนดความมุ่งหมาย ในการจัดกำลัง การระดม การปลด การศึกษาและการฝึก ดำเนินการเกี่ยวกับสงครามจิตวิทยา ตลอดจนค้นคว้าและวิจัยประวัติทางยุทธการ กับมีหน้าที่ควบคุมตรวจตรากิจการในสายวิทยาการ ฝ่ายยุทธการ มีเจ้ากรมยุทธการทหารอากาศ เป็นผู้บังคับบัญชารับผิดชอบ หน้าที่ที่สำคัญและขอบเขตความรับผิดชอบ ก. วางแผนและหลักการยุทธ กำกับกิจการทั้งทางยุทธศาสตร์ และทางยุทธวิธี ประสานงานเรื่องการวางกำลังรบ หน่วยบริการ และสิ่งอุปกรณ์ เตรียมการวางแผน ออกคำสั่ง คำชี้แจง แนะนำการฝึก การป้องกันภัยทางอากาศ ศึกษาค้นคว้า และวิจัยประวัติการยุทธ วิจัยการการฝึกทึ่งทางอากาศ และพื้นดิน ข. วางแผนและควบคุมประสิทธิภาพการฝึกและศึกษา ทั้งทางภาคอากาศ และภาคพื้น ทั้งภายใน และภายนอกประเทศ ค. เตรียมการตามนโยบายและวางแผนการรบ กำหนดการฝึกซ้อมตามแผนยุทธการ ประสานงานกับองค์การ สปอ. พิจารณาและควบคุมเกื่ยวกับการจัดหาอาวุธยุทธภัณฑ์ของกองทัพอากาศ ง. วางแผนการฝึกอบรม รวมทั้งการวิจัย วิเคราะห์ การต่อต้านและโต้ตอบเกี่ยวกับการ สงครามจิตวิทยา ประสานงานการสงครามจิตวิทยากับส่วนราชการอื่น ๆ การจัดส่วนราชการ

ปี พ.ศ. ๒๕๒๐ กองทัพอากาศ ได้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างการจัดส่วนราชการที่ สำคัญอีกครั้งหนึ่ง โดยยุบ กองบินยุทธการ และปรับเปลี่ยนการปฏิบัติภารกิจของหน่วยงานบาง หน่วยงานเพื่อให้การบริหารราชการในภาพรวมของกองทัพอากาศในภาพรวม มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น จึงได้แก้ไขปรับปรุงอัตรากองทัพอากาศ พ.ศ. ๒๕๐๖ เพื่อให้สอดคล้องกับพระราชกฤษฎีกา แบ่งส่วนราชการและกำหนดหน้าที่ของส่วนราชการกองทัพอากาศ กองบัญชาการทหารสูงสุด กระทรวงกลาโหม พ.ศ.๒๕๒๐ ตามคำสั่งกระทรวงกลาโหม (เฉพาะ) ลับ ที่ ๑๔๕/๒๐ ลงวันที่ ๒๙ กันยายน ๒๕๒๐ โดยในส่วนของกรมยุทธการทหารอากาศ ได้แก้ไขปรับปรุงการกำหนด ภารกิจและการจัดส่วนราชการ เพื่อรองรับการปฏิบัติงานด้านยุทธการทั้งภาคอากาศ และภาคพื้น ด้านการจัดและอัตรากองทัพอากาศ โดยมีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ ๑ ตุลาคม พ.ศ.๒๕๒๐ และแก้ไข เพิ่มเติมตามคำสั่งกระทรวงกลาโหม (เฉพาะ) ลับที่ ๑๔๕/๒๐ ลงวันที่ ๓ กันยายน พ.ศ.๒๕๒๐ แก้ไขปรับปรุงการกำหนดภารกิจและการจัดส่วนราชการ เพื่อรองรับการปฏิบัติงานด้านการฝึกร่วม และผสม และงานด้านกิจการพลเรือน ทำให้กรมยุทธการทหารอากาศ มีภารกิจและการจัดส่วนราชการ ตั้งแต่วันที่ ๑ ตุลาคม พ.ศ. ๒๕๒๐ ถึงวันที่ ๓๐ กันยายน พ.ศ. ๒๕๓๙ ดังนี้ ภารกิจ มีหน้าที่ วางแผน อำนวยการ ประสานงาน กำกับการ ควบคุม และดำเนินการเกี่ยวกับ ยุทธการ การฝึก การจัด และการใช้กำลังกองทัพอากาศ ยุทธการสื่อสารอิเล็คทรอนิคส์ การประวัติ- ศาสตร์ทหาร การสงครามพิเศษ กิจการตามสนธิสัญญาป้องกันร่วมที่เกี่ยวข้องกับกองทัพอากาศ กับมีหน้าที่ควบคุมตรวจตรากิจการในสายวิทยาการฝ่ายยุทธการ มี เจ้ากรมยุทธการทหารอากาศ เป็นผู้บังคับบัญชารับผิดชอบ การจัดส่วนราชการ