W dniu 4 września 1954 stacjonująca na Krzesinach jedna z eskadr 11 Pułku Lotnictwa Myśliwskiego została przekształcona w 62 Pułk Szkolno-Treningowy Lotnictwa Myśliwskiego wchodzący w skład 3 Korpusu Obrony Powietrznej. W 1957 został on przeformowany w bojowy 62 Pułk Lotnictwa Myśliwskiego, któremu w 1958 nadano imię Powstańców Wielkopolskich 1918/1919. W 16 stycznia 1994 ponownie zmieniono nazwę, tym razem na 3 Pułk Lotnictwa Myśliwskiego "Poznań" składający się z dwóch eskadr. W 1999 skład 1 Eskadry powiększono o część personelu i sprzętu rozformowanej 17 Eskadry Lotniczej z Ławicy. Baza w obecnym kształcie powstała 31 grudnia 2000 w wyniku przekształcenia 3 Pułku Lotnictwa Myśliwskiego w 31 Bazę Lotniczą i 3 Eskadrę Lotnictwa Taktycznego "Poznań".
31 Baza Lotnicza otrzymała w 2003 roku Znak Honorowy Sił Zbrojnych Rzeczypospolitej Polskiej za zabezpieczenie międzynarodowych manewrów pk. "NATO Air Meet 2003"
W 2006 roku do Poznania przebazowano 6 Eskadrę Lotnictwa Taktycznego (stacjonującą do tej pory w Powidzu). Z dniem 1 kwietnia 2008, 31. Baza Lotnicza wraz z 3. i 6. Eskadrą Lotnictwa Taktycznego przekształcone zostały w 31.