Tallinna Aeroklubi ajalugu sai alguse 1936. aastal, kui asutati Eesti Aeroklubi ning Tallinna Aeroklubi on ainus Eesti  Aeroklubi õigusjärglane. 7. septembril 1937.a astus Eesti lennuklubi Rahvusvahelise Spordi Föderatsiooni ning registreeriti Eesti Aeroklubi nime all, klubi juhtisid tol ajal kõrgetel ametitel olevad inimesed, nagu näiteks riigi valitsuse liikmed, ning oli range kontrolli all. 1946. aastal asutati Tallinna Langevarju – Purilennu Klubi. Klubi oli ühe PO-2 lennuki ja kahe Antonov purilennuki uhke omanik.

1947.a märtsikuus loodi nendest kahest klubist üks organisatsioon – Tallinna Aeroklubi, mille esimeheks sai kolonel Hans Looman. Selles klubis korraldati esmakordselt Eestis lendurite kursused. 1950. aasta detsembris korraldati Eesti esimesed purilendurite koolitused.

Tallinna Aeroklubi lennuväli  asus algul praeguse Lasnamäe elurajooni territooriumil. 1956. aastal sai klubi oma kasutusse kaks Eesti esimest õhupalli DAK-1 ja DAK-2. Neid õhupalle kasutati langevarjurite hüppeoskuste täiustamiseks. Õhupallid lendasid 800-1100 meetri kõrgusele – see on isegi tänapäeva normidega võrreldes väga hea tulemus. Tol ajal lendasid klubi liikmed õhupallidega Tallinnast Tartusse ja tagasi. 1960. aastal sai Tallinna Aeroklubi kaks tol ajal Eesti esimest lennukit Yak-12, need andsid alguse purilennukite lennukitega pukseerimise kogemusele (enne seda olid kasutusel vintsid). Eesti esimesed langevarjurite võistlused korraldati Tallinna Aeroklubis 1956. aastal. Järgmisel aastal võitis Tallinna Aeroklubi langevarjur esimese koha Eesti esimesel riiklikel langevarjurite võistlusel. 1957. aastal toimusid Põltsamaal ka Eesti esimesed riiklikud purilendurite võistlused, kus Tallinna Aeroklubi purilendur võitis esimese koha.

Tallinna Aeroklubi osales pidevalt nii Eesti kui ka Euroopa purilendurite võistlustel. Alates 1957. aastast sai purilennusport Eestis laiaulatusliku arengu, igal aastal toimusid purilendurite ja langevarjurite võistlused ning Tallinna Aeroklubi liikmed võitsid rohkelt auhinnalisi kohti. Alates 1960.aastast osalesid Tallinna Aeroklubi liikmed tolleaegsetes Nõukogude Liidu riikide vahelistes võistlustes, kus nad igal aastal said ka auhindu. Tallinna Aeroklubi ajaloos on seega väga palju võite ning rekordeid ning kuulsaid nimesid. Näiteks Tallinna Aeroklubi liige Eda Laan oli tuntud purilendur ja mitmekordne Nõukogude Liidu tšempion, ta püstitas purilennuki lennu kõrguse rekordi, lennates 9000 meetri kõrgusele! Hiljem kordas sama rekordit Tallinna Aeroklubi liige Illar Linga.

Tallinna Aeroklubi liikmed on Euroopa purilendurite võistlustel püstitanud palju rekordeid. Suur osa nendest rekorditest ja võitudest kuulub Tallinna Aeroklubi auliikmele Nadezda Rjatipovale, purilennuspordi rahvusvahelise klassi spordimeistrile ning mitmekordsele maailma tšempionile.

1980.aastate alguses kolis Tallinna Aeroklubi Kuusiku lennuväljale Rapla vallas.Ka Kuusiku lennuväljal on pikk ja ere ajalugu, see sai alguse 1939.aastal ning siin on korraldatud palju kordi edukaid langevarjurite ja purilendurite võistlusi.  

Tollest ajast said alguse klubi traditsioonid ja need on säilinud tänaseni.

Oma peaaegu 70-aastase ajaloo jooksul on klubi kogunud tõesti suurt ja mitmekülgset purilennuspordi ja lennutegevuse kogemust.

Käesoleval ajal teeb Tallinna Aeroklubi tihedat koostööd Leedu, Soome ja Rootsi aeroklubidega. Tallinna Aeroklubi jätkab oma aktiivset ja edukat tegevust, säilitab edu vaimu ning areneb erinevates suunades.