Свою родословную Тамбовское ВВАУЛ ведет от Энгельсской школы летчиков, создание которой было определено Директивой наркома обороны СССР накануне нового 1931 г. Почти через год, 16 февраля 1932 г., с аэродрома Энгельсской школы взлетел первый самолет У-2, а еще через полтора года, 1 августа 1933 г., состоялся первый выпуск курсантов в звании командиров РККА и младших летчиков самолета Р-1.
В 1937 г. приказом наркома обороны был установлен день образования училища — 31 декабря 1931 г.
В 1939 г. Энгельсская школа летчиков приступила к подготовке пилотов для бомбардировщиков СБ и ТБ-3, а перед самой войной — Пе-2.
С началом Великой Отечественной войны в школе были сформированы, подготовлены и отправлены на фронт 9 авиаполков на самолетах Пе-2. Также в 1941—1942 гг. на базе школы под руководством Героя Советского Союза М.М. Расковой были сформированы 3 женских авиаполка, два из которых за
боевые заслуги удостоились звания Гвардейских. В 1943 г. школе было присвоено имя знаменитой летчицы, а в победном 1945 г. школа летчиков была переименована в училище.
В самом конце 1954 г. Энгельсское училище летчиков в полном составе было передислоцировано в Тамбов и через 2 года получило наименование Тамбовского военного авиационного училища летчиков, а еще через три года — высшего авиационного училища. Повышение статуса училища было обусловлено тем, что летчиков начали готовить для работы на новой реактивной технике. В 1957 г. в училище появились самолеты Ил-28, сменившие Пе-2 и Ту-2, а в 1963 г. - Л-29. В том же году состоялся первый выпуск летчиков-инженеров.
В конце 1970-х гг. училище перешло на более совершенную авиационную технику — самолеты Л-39, Ту-124Ш и Ту-134 УБ-Л.
Летную подготовку курсанты проходили в учебных авиационных полках, входящих в состав училища:
- 643-й УАП (с 1952 г. - г. Тамбов, с 1978 г. — г. Тула). Полк готовил курсантов на самолетах Як-18 и Л-29. Это был единственный полк в ВВС, который за время своего существования ежегодно полным составом убывал в летние лагеря (Кирсанов, Новогородовка). Полк был расформирован в 1990 г.;
- 644-й УАП (был образован в 1952 г. в Мичуринске одновременно с 643-м полком). Полк до 1957 г. осуществлял обучение курсантов на самолетах Пе-2 (УТБ), затем на Ил-28 (1957-1979 гг.), Л-29 (1979-1992 гг.) и Л-39 (1992-1995 гг.). Во время летной подготовки использовались два лагерных аэродрома: Староюрьево и Первомайский. В 1995 г. 644-й УАП был переведен в состав Балашовского ВВАУЛ;
- 652-й УАП (г. Тамбов). Был образован в г. Энгельсе в 1952 г. как третий полк Энгельсской школы летчиков. В Тамбов переведен в 1954 г. До 1957 г. обучал курсантов старших курсов полетам на бомбардировщике Ту-2, затем — на Ил-28. В начале 1980-х гг. полк перешел на самолеты Ту-124 Ш и Ту-134 УБ-Л. В 1992 г. полк был передан в состав 43-го ЦБП и ПЛС ДА, а в 1998 г. -расформирован;
- в 1990 г. из распоряжения Борисоглебского ВВАУЛ в состав ТВВАУЛ был передан 127-й УАП на самолетах Л-39, который был расформирован в 1995 г.