В состав ГЛИЦ тогда входила отдельная смешанная авиационная эскадрилья, обеспечивающая повседневную деятельность центра, и ведущая свою историю от сформированного в апреле 1938 г. 35-го скоростного бомбардировочного авиаполка. Этот полк принимал участие в походе в Западную Украину, советско-финской войне, а с июля 1941 г. — в Великой Отечественной войне. Всю войну полк воевал на самолетах Пе-2 и завершил ее как 35-й Берлинский орденов Суворова III степени и Богдана Хмельницкого бомбардировочный. В августе 1997 г. полк переформирован в отдельную смешанную авиационную эскадрилью, а в мае 1998 г. эскадрилья была расформирована. Личный состав и авиационную технику передали в другие подразделения Центра.

На протяжении последних почти двух десятков лет испытания в ГЛИЦ проходят, главным образом, модернизированные самолеты типа МиГ-29 и Су-27. В 1999-2001 г.г. проводились Государственные испытания двухместного ударного самолета Су-30МКК (для ВВС КНР), с июля 1997 г. ОКБ Сухого и ГЛИЦ ВВС проводили испытание многофункционального двухместного истребителя Су-30МКИ (для ВВС Индии). В 1996 г. были начаты ГСИ самолета Су-34, которые продолжаются и в настоящее время (ведущие летчики И.И. Маликов, B.C. Петруша, А.А. Шишов; ведущие штурманы А.А. Ощепков, Г.Н. Воронов). В 2002 - 2005 г.г. проведены ГСИ штурмовика Су-25СМ, ведущий летчик А.И. Вишняков.

Первый этап ГСИ учебно-тренировочного самолета Як-130 был успешно завершен в ноябре 2007 г., подписано предварительное заключение о соответствии самолета ТТТ и выданы рекомендации для выпуска установочной партии самолетов.

Несмотря на сложности перманентной военной реформы, испытания в ГЛИЦ выполнялись и продолжают выполняться. Личный состав Центра задействован в боевых учениях, показах авиационной техники с боевым применением. В ноябре 1991 г. летчики и техники ГЛИЦ принимали участие в показе авиатехники в Ланкави (Малайзия). В 1996 г. был проведен уникальный по сложности и масштабу летный эксперимент на высокогорном полигоне Нальчик. 10 мая 1996 г. состоялся воздушный и наземный показ авиационной техники Президенту РФ Б.Н. Ельцину на аэродроме Ахтубинск. 6-7 августа 2001 г. на полигоне Грошево проводился воздушный и наземный показ руководству страны, представителям МО РФ и военным атташе иностранных государств. Постоянно ГЛИЦ представлен на МАКСах. ГЛИЦ принимает участие в тактических учениях «Боевое содружество» и «Оборона», проводимых в Ашулуке.

Пуск УР «воздух-поверхность» по наземной цели в пикировании с большой высоты

Бомбометание с самолета Су-34

В новом тысячелетии, несмотря на сложную экономическую ситуацию и проведение военной реформы, испытания в ГЛИЦ выполнялись и продолжают выполняться с нарастающим объемом. За первые годы XXI века в ГЛИЦ проведено около 1500 Государственных испытаний и 2000 специальных испытаний образцов авиационной техники и вооружения. В это время в ГЛИЦ проводились испытания Су-34, различных модификаций самолетов Су-24, Су-27, Су-30 и МиГ-29, а также МиГ-АТ, МиГ-31БМ, Ил-76МФ/МД-90, Ан-70, А-42, Як-130, вертолетов Ми-28Н, Ми-35М, Ка-52, «Ансат-У», легких самолетов Як-52М, Ил-103, Су-31, дельталета МД-20, БПЛА, дирижаблей, пилотируемых тепловых и газовых аэростатов. Значительный объем испытательных работ был направлен на оценку средств и систем авиационного вооружения и оборудования, систем управления и обеспечения боевого применения.

С 1 февраля 2010 г., в ходе перевода ВС РФ на новый облик, ГЛИЦ им. В.П. Чкалова перешел на новую организационную структуру, а 15 мая 2010 г. Государственному летно-испытательному центру им. В.П. Чкалова от имени Президента Российской Федерации было вручено Боевое знамя и грамота к нему - первому среди частей ВВС. По поручению главнокомандующего ВВС Знамя вручил заместитель главкома, Герой Российской Федерации генерал-майор Бондарев В.Н. В настоящее время ГЛИЦ включает в себя Управление Центра, испытательные центры, предназначенные для проведения испытаний авиационных и воздухоплавательных комплексов различного назначения, управления испытаний и исследований БРЭО и авиационного вооружения, управление испытательных трасс и полигонов. Кроме испытательных управлений и центров, в структуру ГЛИЦ входят части обслуживания и обеспечения. Территориально ГЛИЦ расположен в городах Ахтубинске, Щелково, Вольске, Нальчике, испытательные полигоны расположены на территории республики Казахстан.