В настоящее время Центр является основной базой исследования боевых возможностей самолетов МиГ-29, МиГ-31, Су-24, Су-25, Су-27, Су-30, Су-34, Ту-22М3, Ту-95 и их модификаций, а также вертолетов Ми-24, Ми-28МН, Ка-50 и Ка-52 с последующим внедрением в практику Военно-воздушных сил (ВВС) наработок, полученных в ходе летных экспериментов.
Со дня образования Центра здесь освоено свыше 40 основных типов пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, прошли подготовку более 60 тыс. офицеров различных специальностей, переучились на новую авиационную технику 11 летчиков-космонавтов СССР, проходили службу 32 Героя Советского Союза и Российской Федерации.
Центр боевого применения ВВС (первоначальное наименование) сформирован 19 апреля 1953 г. в Тамбове. В его состав вошли Высшие авиационные курсы слепой и ночной подготовки летчиков – офицеров ВВС и 4-й учебный центр истребительной авиации. С 1954 г. размещался в г. Воронеже.
В 1960 г. соединение перебазировано в г. Липецк и преобразовано в Центр боевого применения и переучивания летного состава ВВС. В 2011 г. присвоено наименование «Государственный ордена Ленина Краснознаменный центр подготовки авиационного персонала и войсковых испытаний Министерства обороны Российской Федерации имени В.П. Чкалова». В том же году в его состав вошли авиационные центры дальней, транспортной и армейской авиации, а в 2009 г. – Центр показа авиационной техники имени И.П. Кожедуба (Кубинка).
Личный состав Центра принимал участие в учениях по испытанию атомной бомбы на Тоцком полигоне в 1954 г., показывал боевые возможности фронтовых бомбардировщиков Су-24 на учениях «Весна-75», в числе первых осваивал в 1980-е годы самолеты 4-го поколения Су-27 и МиГ-29 и разрабатывал методические документы для их эксплуатации в строевых частях.
В 1992 г. летчики Центра совершили первый в истории фронтовой авиации перелет в США на самолетах Су-27, в 1995 г. – провели 36 учебных воздушных боя с пилотами ЮАР и во всех одержали победу.
Летчики авиацентра участвовал в авиакосмических салонах «МАКС-2007», «МАКС-2009» и «МАКС-2011», где на боевых самолетах Су-27 и Су-30 демонстрировали маневренный воздушный бой и групповой пилотаж.
В 2006, 2008, 2009 и 2011гг. Центр принимал участие в Международной выставке вооружения и военной техники в Нижнем Тагиле, 9 мая 2008, 2009 и 2010 гг. – в воздушном параде над Красной площадью, а также в учениях «Рубеж - 2005» коллективных сил безопасности стран СНГ, «Центр-2008», «Взаимодействие-2008» , «Запад-2009», «Восток- 2010», «Щит Союза-2011».
20 декабря 2011 г. Центру было вручено Боевое знамя и грамота президента РФ. В 2012 г. 57 экипажей оперативно-тактической, армейской и транспортной авиации участвовали в воздушном празднике «Общее небо», посвященном 100-летию ВВС России.
С 1997 г. начальником Центра является генерал-майор Александр Харчевский.
