1920-30: wczesna historia
Zanim powstało lotnisko, było to pole dla byków. Nigel Love, były pilot z czasów I wojny światowej, chciał rozpocząć budowę samolotów. Potrzebował założyć fabrykę i lotnisko w pobliżu miasta. Znalazł ziemię należącą do Kensington Race Club. Była ona wykorzystywana przez lokalną rzeźnię, która została zamknięta, do wypasu owiec i bydła. Powierzchnia była idealnie płaska i pokryta pastwiskiem z trawy bawolej. Trawa ta, która była tak równomiernie wypasana przez biegające po niej owce i bydło, że łatwo było ją przystosować do lądowania samolotów. W dodatku była ona wolna dla samolotów ze wszystkich czterech stron. Po bokach pola znajdował się tor wyścigowy, ogrody, rzeka i Botany Bay.
Love założył Mascot jako prywatną firmę, dzierżawiąc 200 akrów (0,81 km2) od klubu Kensington Race na trzy lata. Na początku miał małą konstrukcję z płótna, ale później postawił importowany hangar Richardsa. Pierwszy lot z Mascot odbył się 19 listopada 1919 roku, kiedy Love zabrał kamerzystę filmowego Billy'ego Marshalla w górę Avro. Oficjalny lot inauguracyjny odbył się 9 stycznia 1920 roku, również w wykonaniu Love'a.
W 1921 r. rząd australijski zakupił 161 akrów (0,65 km2) w Mascot w celu utworzenia publicznego lotniska. W 1923 r., pod koniec trzyletniej dzierżawy Love'a, rząd przejął teren od klubu wyścigowego. Pierwsze regularne loty rozpoczęły się w 1924 roku.
1930–60
W 1933 r. wybudowano pierwsze żwirowe pasy startowe. W latach 1947-52 bieg rzeki Cooks został odsunięty od tego obszaru, aby zapewnić więcej terenu dla lotniska, a inne małe strumienie zostały wypełnione. Kiedy w 1920 roku Mascot zostało uznane za lotnisko, nosiło nazwę Sydney Airport. W 1953 r. zmieniono jego nazwę na Sydney (Kingsford Smith) Airport na cześć Charlesa Kingsforda Smitha, pioniera australijskiego lotnictwa. Pierwszym utwardzonym pasem startowym był 07-25, a kolejnym 16R, wystającym w kierunku Botany Bay, wybudowanym w 1959 roku, aby umożliwić lądowanie dużym odrzutowcom. 07-25 jest wykorzystywany głównie przez lżejsze samoloty, chociaż duże, czterosilnikowe odrzutowce nadal lądują na nim od wschodu, gdy w Sydney wieją południowo-zachodnie wiatry. 16R jest obecnie najdłuższym działającym pasem startowym w Australii, o długości 14 300 stóp (4 400 m) po utwardzonej nawierzchni i 12 850 stóp (3 920 m) między progami zebry.
1960–2000
W latach 60-tych potrzebny był nowy terminal międzynarodowy, a prace nad nim rozpoczęły się pod koniec 1966 roku. Nowy budynek został oficjalnie otwarty 3 maja 1970 roku przez królową Elżbietę II.
Pierwszy Boeing 747 "Jumbo Jet", który wylądował na lotnisku, Clipper Flying Cloud (N734PA) firmy Pan American, przybył 4 października 1970 roku. W latach 70-tych wydłużono pas startowy północ-południe, który stał się jednym z najdłuższych pasów startowych na półkuli południowej. Terminal międzynarodowy został powiększony w 1992 roku i od tego czasu był kilkakrotnie modernizowany.
Posiadanie tylko dwóch przecinających się pasów startowych stało się problemem i przez wiele lat różne rządy próbowały zwiększyć przepustowość lotniska w Sydney. W końcu podjęto decyzję o budowie trzeciego pasa startowego. Nie spodobało się to ludziom mieszkającym w pobliżu lotniska. Trzeci pas startowy został zbudowany równolegle do istniejącego głównego pasa startowego "północ-południe" w całości na terenach odzyskanych z Botany Bay). Proponowane nowe lotnisko na obrzeżach Sydney nie powstało.
Trzeci pas startowy" pozostał problemem z powodu zwiększonego ruchu samolotów, zwłaszcza nad wieloma wewnętrznymi przedmieściami. W latach 90-tych powstała partia No Aircraft Noise Party, która jednak nie zdobyła żadnego miejsca w parlamencie. Zmiany w funkcjonowaniu lotniska w Sydney zostały wprowadzone przez rząd Howarda w 1996 roku. Obejmowały one:
- godziny policyjne, które nie pozwalają na ruch odrzutowców w godzinach 2300-0600H
- operacje rotacyjne na pasie startowym
- aby samoloty przylatywały na lotnisko z różnych kierunków
- wykorzystywać trasy przelotu nad wodą, zwłaszcza nad Zatoką Botany
- ograniczyć hałas poprzez zmniejszenie mocy przy starcie.
2000–10
W 2002 roku rząd australijski sprzedał Sydney Airport firmie Southern Cross Airports Corporation Holdings Ltd. 82,93% udziałów w SACL należy do MAp Airports International Limited, części Macquarie Bank. Sydney Airport Intervest GmbH posiada 12,11%, a Ontario Teachers' Australia Trust posiada 4,96%. SACL posiada 99-letnią dzierżawę lotniska, które pozostaje gruntem Korony.
Terminal międzynarodowy był już kilkakrotnie powiększany. Kolejna przebudowa odbędzie się etapami w ciągu dwudziestu lat (2005-25). Obejmie ona wieżowiec biurowy, wielopoziomowy parking oraz większe terminale międzynarodowy i krajowy. Ta przebudowa i inne plany Macquarie Bank wobec lotniska są postrzegane jako kontrowersyjne. Nie wymagają one nadzoru prawnego lokalnych rad, które zazwyczaj pełnią rolę lokalnych władz planistycznych dla tego typu inwestycji.
Od kwietnia 2006 r. część proponowanego rozwoju została zredukowana.
Międzynarodowy terminal lotniska w Sydney przeszedł przebudowę o wartości 500 milionów dolarów, która została zakończona w połowie 2010 roku. Obejmowała ona nowy system bagażowy, dodatkowe 7,300 m2 (78,577 stóp kwadratowych) powierzchni na sklepy i poczekalnie dla pasażerów oraz inne ulepszenia.
W marcu 2010 r. australijska komisja ds. konkurencji i konsumentów stwierdziła, że ceny na lotnisku w Sydney są zbyt wysokie. W raporcie stwierdzono, że lotnisko w Sydney odnotowało najwyższe średnie ceny na poziomie 13,63 USD za pasażera, w porównaniu do najniższych 7,96 USD na lotnisku w Melbourne. Cena krótkoterminowego parkingu wzrosła prawie dwukrotnie w roku finansowym 2008-09, z 28 dolarów do 50 dolarów za cztery godziny. W raporcie stwierdzono również, że lotnisko nadużywa swojej monopolistycznej władzy.
2010–2020
W grudniu 2011 r. Sydney Airport ogłosiło, że do 2019 r. podzieli lotnisko na dwa obszary obsługiwane przez linie lotnicze, które pod jednym dachem będą świadczyć usługi międzynarodowe, krajowe i regionalne. Terminal 2 i Terminal 3 byłyby wykorzystywane przez Qantas, Jetstar i członków sojuszu oneworld. Terminal 1 byłby wykorzystywany przez Virgin Australia i jej międzynarodowych partnerów. Inne międzynarodowe linie lotnicze będą nadal obsługiwać połączenia z T1.