ГосНИИ ГА создан приказом №94 Главной инспекции гражданского воздушного флота от 4 октября 1930 г. с наименованием научно-исследовательский институт гражданского воздушного флота (НИИ ГВФ). Основной задачей НИИ ГВФ было проектирование и постройка опытных цельнометаллических пассажирских самолетов, испытания и ввод их в эксплуатацию.
В 1930-1936 гг. в институте были спроектированы и испытаны самолеты «Сталь-2», «Сталь-3», «Энерж-6», ДАР (дальний арктический разведчик), пассажирские самолеты «Сталь-6» и «Сталь-7». Наряду с созданием новых пассажирских самолетов собственной разработки НИИ ГВФ провел комплексные испытания новых самолетов, созданных известными советскими авиаконструкторами А.Н.Туполевым, Н.Н.Поликарповым, А.С.Яковлевым, В.Б.Шавровым, К.А.Калининым, Г.М.Бериевым: АНТ-9, По-2, ПО-5, Ш-2, Ш-5, Як-6, К-5, ХАИ-1, МП-1, МП-7, Г-1А и др. За создание и внедрение новых самолетов большая группа работников НИИ ГВФ была награждена орденами СССР. В 1936 году в целях концентрации сил и экономии средств, стандартизации и унификации производства правительственным решением функции проектирования и создания воздушных судов для гражданского воздушного флота были переданы авиационной промышленности, а на НИИ ГВФ возложены задачи определения перспектив гражданского воздушного флота, разработки технических требований на новые воздушные суда гражданского назначения, проведения государственных и эксплуатационных испытаний новых воздушных судов и внедрения их на воздушные линии, научной разработки вопросов летной и технической эксплуатации, новых технологий авиахимических работ для защиты и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.В предвоенные годы по техническим требованиям НИИ ГВФ были созданы и испытаны пассажирские самолеты ПС-35, ПС-84, ПС-89, АНТ-20, почтовые ПС-40, ПС-41, ПС-43 и учебно-тренировочные самолеты УТ-1 и УТ-2, проведены работы по переоборудованию ряда военных самолетов для нужд гражданского воздушного флота.
В 1967 г. постановлением Правительства на ГосНИИ ГА было возложено проведение испытаний всей новой авиационной техники для гражданской авиации. В 1966-1975 гг. по техническим требованиям, разработанным ГосНИИ ГА и с непосредственным участием института были созданы, испытаны и внедрены в эксплуатацию на воздушных линиях реактивные самолеты нового поколения Ил-62, Ил-62М, Ту-134А, Ту-154А, Ту-154Б, Як-40, модифицированные самолеты Ан-12БН, Ан-24РВ, Ан-26, Ан-30, Як-18Т, новые вертолеты Ми-2, Ми-6, Ми-8, Ка-26. На новом вертолете Ми-6 летчики ГосНИИ ГА в 1964 г. провели уникальные работы на Ярославском шинном заводе по установке 17 вулканизаторов весом около 6 тонн каждый, проторив дорогу летчикам эксплуатационных предприятий по проведению аналогичных строительно-монтажных работ. Были проведены научно-исследовательские работы и летные испытания по снижению посадочных метеоминимумов основных типов самолетов гражданской авиации и созданию оборудования систем автоматического управления полетом для самолетов Ту-134, Ту-154, Ил-62М и другие работы, направленные на повышение безопасности полетов. В ГосНИИ ГА были развернуты широкомасштабные медицинские исследования, направленные на поддержание здоровья летного состава гражданской авиации и увеличения сроков его летной деятельности. За большой вклад в развитие гражданской авиации, достижения в испытании и внедрении новой авиационной техники ГосНИИ ГА в 1973 г. был награжден орденом Трудового Красного Знамени.
В период 1976-1985 гг. ГосНИИ ГА успешно продолжил работы по научному сопровождению создания и внедрения в эксплуатацию новых типов воздушны судов. Были проведены государственные и эксплуатационные испытания сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144. Институт испытал и ввел в эксплуатацию новый широкофюзеляжный самолет большой пассажировместимости Ил-86, ближний магистральный самолет Як-42, самолет местных авиалиний Л-410УВП, грузовые самолеты Ил-76Т, Ил-76ТД, Ан-26Б, Ту-154С, самолет для мониторинга посевов и урожайности сельскохозяйственных культур Ту-134СХ, дальний океанический разведчик рыбы Ил-18ДОРР, самолет для метео-исследований Ан-30М, вертолет кран Ми-10К. В этот период институтом испытаны и внедрены новые комплексные тренажеры самолетов Ту-154Б, Ил-86, Як-42, Як-18Т и Ан-2, вертолетов Ми-6 и Ми-8. Был выполнен большой объем исследований по увеличению ресурсов эксплуатируемых самолетов и двигателей. Проведен комплекс научных и маркетинговых исследований по выработке требуемых рынками перевозок и авиационных работ летно-технических характеристик новых типов самолетов Ту-334, Ту-204, Ил-96-300, вертолетов В-3, Ка-126, Ми-38, Ми-34ВАЗ. В послевоенные годы НИИ ГВФ провел комплекс работ по испытанию и внедрению в эксплуатацию новых типов самолетов Ил-12, Ил-14, Ан-2, Як-12. В 1954 -1955 гг. институтом разработаны технические требования на создание первого в мире пассажирского реактивного самолета Ту-104. В 1954 году в жизни института произошло важное событие. Приказом ГУ ГВФ в соответствии с постановлением Совета Министров СССР от 5 августа 1954г. НИИ ГВФ был придан статус государственного. Теперь он стал называться Государственным научно-исследовательским институтом гражданского воздушного флота - ГосНИИ ГВФ. При этом он был отнесен к научным институтам первой категории.