Havalimanı, Türkiye'nin, Kuzey Atlantik Antlaşması Örgütü (NATO) kapsamında Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği (SSCB) tehdidine karşı savunulması ve Türk-Amerikan askeri işbirliği çerçevesinde, 1954 yılında Amerika Birleşik Devletleri tarafından askeri amaçlarla Sinop iline inşa edilmiştir. 1991 yılında Sovyetler Birliği'nin dağılması ve Soğuk Savaş’ın sona ermesiyle birlikte askeri bakımdan önemini yitiren alan, 1993 yılında sivil amaçlara hizmet verebilmesi için Devlet Hava Meydanları İşletmesi’ne devredilmiştir.​

Tarihsel gelişimine bakıldığında, son yıllarda yapılmış önemli bir keşif göze çarpmaktadır. 2012 yılında, makine mühendisi ve Sinoplu koleksiyoner Cemalettin Kaya tarafından, alanın Amerikalılar'dan önce de havacılık amaçlı kullanıldığını gösteren, üzerinde "Sinop-Moskova Tayyare Meydanı" yazılı bir sütun bulunmuştur. Sütunun tarihi 1933 yılına dayanmaktadır. 1933’te SSCB, Türkiye Cumhuriyeti’nin 10. yılı törenlerine katılarak Türkiye’ye üç adet uçak hediye etmiş, 1934 yılında ise Eskişehir 1. Tayyare Alayı'na bağlı filo, Eskişehir–Sinop–Sivastopol–Harkov–Moskova rotasını takip ederek uçuş gerçekleştirmiştir. Böylece Türkiye’nin ilk yurtdışı ve denizaşırı hava yolculuğu gerçekleştirilmiştir. Söz konusu sütun bugün havalimanının meydanında sergilenmekte olup, alanın çok önceden de uçaklar tarafından kullanıldığını göstermesi açısından önemlidir.​

Türkiye Cumhuriyeti'nin 18 Şubat 1952 tarihinde Kuzey Atlantik Antlaşması’na katılmasının ardından, Amerika Birleşik Devletleri tarafından Sinop'ta inşa edilen askeri yapılar arasında yer almaktadır. Havalimanı, 1954 yılında Amerikalılar tarafından inşa edilmiş ve Sinop'taki Amerikan üssüne, askeri uçuşlara, çeşitli NATO tatbikatlarına destek vermiştir. Batı ve Doğu blokları arasındaki rekabetin artmasına paralel olarak, 1965 yılında havalimanına daha uzun bir pist eklenmiştir.​

26 Aralık 1991 tarihinde SSCB’nin resmen dağılması ve Soğuk Savaş’ın sona ermesiyle birlikte askeri önemini yitirmiştir. 1992 yılında Amerikan üssünün kapatılmasıyla Sinop Askeri Meydanı da kapanmış, 1993 yılında sivil amaçlar için Devlet Hava Meydanları İşletmesi’nin yönetimine verilmiştir.​

İlk sivil uçuşlar 1996 yılında düzenlenmeye başlanmıştır. Ancak 2002 yılında yolcu sayısının düşüklüğü ve maliyetlerin yüksekliği nedeniyle seferler durdurulmuştur. 2008 yılında uçuşlar yeniden başlatılmıştır. 2014 yılında Sinop Havalimanı’nın IATA kodu ‘SIC’ten ‘NOP’a değiştirilmiş, 2017 yılında ise 650 metrekare olan kapalı alan 12.695 metrekareye çıkarılmış ve pist uzunluğu 2.000x45 metreye genişletilmiştir.​

Uçuş yoğunluğu mevsimlere bağlı olarak değişmekle birlikte, Sinop Havalimanı Türk Hava Yolları ve Pegasus Hava Yolları tarafından kullanılmaktadır. Türk Hava Yolları, İstanbul Havalimanı'na düzenli seferler gerçekleştirirken, Pegasus Hava Yolları ise İstanbul Sabiha Gökçen Havalimanı'na uçuşlar düzenlemektedir. Havalimanı, Sinop şehir merkezine yaklaşık sekiz kilometre uzaklıkta olup, yıllık yolcu kapasitesi 150.000'dir. Yolcular için 100 araçlık bir otopark ve çeşitli ulaşım seçenekleri mevcuttur.