深圳航空有限责任公司成立于1992年10月，是由广东广控集团有限公司、中国国际航空公司等五家公司共同投资的航空公司，1993年9月17日正式开航，是一家位于广东深圳的航空公司，2005年深圳航空有限责任公司进行了股权转让，深圳汇润投资有限公司、亿阳集团有限公司受让深航65%股权，深圳航空成为民营资本控股的航空公司，2010年03月22日通过增资，中国国际航空持有深圳航空股权由原先25%增至51%，成为深圳航空的控股股东，2011年5月，深圳汇润24%股权被深圳全程物流服务有限公司收购，至此，深圳市人民政府旗下全程物流持有深航股权增至49%。
2018年5月，深圳航空获“世界十佳美丽空姐”榜首。2020年10月，被评为全国交通运输系统抗击新冠肺炎疫情先进集体。
2024年4月28日，深圳航空开通山西运城至泰国曼谷直飞航班。6月26日，由深圳航空执飞的深圳-西安-敦煌航线正式开通。7月1日，黑河—哈尔滨—深圳航线成功首航，该航线由深圳航空A320机型执飞。
