Es en esta época cuando el Ministro del Aire designa al coronel Társilo Ugarte Fernández para que prepare un proyecto para crear un museo aeronáutico.
Las razones principales para esta decisión fueron: la proximidad a Madrid, la cercanía a una Maestranza Aérea (talleres militares dedicados a tareas de mantenimiento y otras auxiliares), la posibilidad de poder recibir nuevos aviones por vía aérea y el propio carácter histórico del aeródromo de Cuatro Vientos.
Las obras comienzan a finales de 1979, preparándose una instalación cubierta y un área ajardinada para los aviones, así como dos lagunas unidas por un pequeño canal para los hidroaviones Dornier Do 24 y Grumman Albatross.
El agua y la vegetación atraían a numerosos pájaros, como unas cacatúas argentinas, que dañaron el casco de los hidroaviones o los timones o alerones, lo que obligaba a nuevas reformas.
Por considerarse cada día más necesario se procedió a una primera reforma que acabó su primera fase el 18 de octubre de 1993, añadiendo dos hangares más para exposición.