Aviacijos institutas įkurtas 1993 m. Institutą įkūrė ir jam iki šiol vadovauja prof. habil. dr. Jonas Stankūnas. Institute rengiami trijų pakopų specialistai: bakalaurai, magistrai ir daktarai. Jame yra trys katedros: aviacijos technologijų, aviacinės mechanikos ir aviacijos prietaisų; skrydžių praktikų bazė (su aviacinės technikos priežiūros tarnyba (145 organizacija)), skrydžių valdymo praktikų bazė bei aviacijos inžinerijos praktikų bazė (147 organizacija).Taip pat veikia aviacijos specialistų kvalifikacijos tobulinimo centras.

Nuo pat įsikūrimo institutas bendradarbiauja su Generolo Jono Žemaičio Lietuvos karo akademija. Pradiniame etape visi AGAI studentai praeidavo karinį rengimą šioje Karo akademijoje ir įgydavo atsargos karininko karinį laipsnį. Nuo 2007 m. VGTU Antano Gustaičio aviacijos institutas ir Generolo Jono Žemaičio Lietuvos karo akademija dirba pagal jungtines studijų programas. Nuo šiol aviacijos studijas AGAI baigia tik Karo akademijos nukreipti kariūnai.

Tęsiant instituto aprūpinimą mokamąja įranga 2008 m. vasario 13 d. LR Vyriausybė patvirtino „Aviacijos specialistų rengimo ir mokomosios bazės atnaujinimo 2008–2013 programą”. 2009 m. Universitetui buvo perduotas Kyviškių aerodromas; 2010 m. įsigyti nauji lėktuvai: trys „Cessna 172 SP”, vienas „Piper Seneca V PA-34-220T” bei įrengtas skrydžių navigacijos ir procedūrų treniruoklis FNPT II MCC.