ฝูงบินนี้ได้รับการจัดตั้งขึ้นครั้งแรกที่Maxwell Fieldรัฐแอละแบมา ในชื่อฝูงบินถ่ายภาพที่ 3ภายใต้กลุ่มถ่ายภาพที่ 1ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2484 ^{[ 2 ]}โดยทำการสำรวจแผนที่ทางอากาศเป็นหลักในพื้นที่ทางตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกาก่อนการโจมตีเพิร์ลฮาร์เบอร์โดยใช้ เครื่องบิน Bell P-39 Airacobraรุ่นย่อย (F-2) ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์สำหรับการโจมตีภาคพื้นดินและการลาดตระเวน หลังจากที่สหรัฐอเมริกาเข้าร่วมสงครามโลกครั้งที่ 2 หน่วยนี้ได้ปฏิบัติภารกิจสำรวจแผนที่ทางอากาศเหนือทะเลแคริบเบียนและอเมริกาใต้ตอนเหนือ โดยทำแผนที่เกาะต่างๆ เพื่อหาที่ตั้งของสนามบินเพื่อสนับสนุนเส้นทางการขนส่งแอตแลนติกใต้และภารกิจต่อต้านเรือดำน้ำของกองบัญชาการอากาศแอนทิลลีส นอกจากนี้ยังได้ปฏิบัติภารกิจสำรวจแผนที่ทางอากาศเหนือแคนาดาตะวันตกและดินแดนอะแลสกา โดยทำแผนที่ดินแดนที่ไม่เคยมีการสำรวจมาก่อนเพื่อสนับสนุนการสร้างทางหลวงอะแลสกา

ฝูงบินนี้ถูกส่งไปประจำการในเขตปฏิบัติการจีน-พม่า-อินเดียในเดือนธันวาคม ค.ศ. 1943 โดยทำการสำรวจและทำแผนที่ระยะไกลโดยไม่ใช้อาวุธในพื้นที่ห่างไกลของเขตปฏิบัติการเหนือพื้นที่สู้รบ เพื่อสนับสนุนกองกำลังภาคพื้นดินและระบุเป้าหมายทางยุทธศาสตร์ในอินโดจีนและคาบสมุทรมลายูสำหรับการโจมตีติดตามผลโดยกองบัญชาการทิ้งระเบิดที่ XXซึ่งปฏิบัติการจากอินเดีย

กองบินที่ 3 กลับไปยังสหรัฐอเมริกาในช่วงต้นปี 1944 และได้รับการติดตั้งเครื่องบินโบอิ้ง B-29 ซูเปอร์ฟอร์เทรสพิสัย ไกลมาก ที่ดัดแปลงเป็นเครื่องบินลาดตระเวน F-13A ในขณะที่กองบินกำลังฝึกซ้อมกองบัญชาการทิ้งระเบิดที่ 21ได้ระบุถึงความจำเป็นที่จะต้องมี เครื่องบิน เฟอร์เร็ตอยู่ในกองบิน เครื่องบินเหล่านี้จะช่วยในการรณรงค์ทิ้งระเบิดเชิงยุทธศาสตร์ต่อญี่ปุ่นโดยการระบุภัยคุกคามทางอิเล็กทรอนิกส์และช่วยในการ รบกวน สัญญาณไม่มีเครื่องบินเฟอร์เร็ต B-29 ใดได้รับการพัฒนา ดังนั้นเครื่องบินลำแรกจึงเป็นB-24Jซึ่งถูกส่งไปยังแปซิฟิกในเดือนกุมภาพันธ์ 1945 ^{[ 4 ]}

เมื่อวันที่ 1 พฤศจิกายน พ.ศ. 2487 เครื่องบิน F-13 ของฝูงบินลาดตระเวนถ่ายภาพที่ 3 กลายเป็นเครื่องบินอเมริกันลำแรกที่บินเหนือโตเกียวนับตั้งแต่การโจมตี Doolittle Raid อันโด่งดังในปี พ.ศ. 2485 ฝูงบินที่ 3 ทั้งหมดถูกส่งไปประจำการที่เขตแปซิฟิกตอนกลางในเดือนมกราคม พ.ศ. 2488 และถูกผนวกเข้ากับกองบัญชาการเครื่องบินทิ้งระเบิดที่ 21 ^{[ 2 ]}เครื่องบิน B-24M อีก 5 ลำได้รับการดัดแปลงที่Wright Fieldรัฐโอไฮโอ เพื่อติดตั้งอุปกรณ์ครบครันสำหรับฝูงบินลาดตระเวน แต่หนึ่งลำถูกส่งไปยังMarch Fieldรัฐแคลิฟอร์เนีย เพื่อจัดตั้งฝูงบินฝึกลาดตระเวน เมื่อมาถึงกวม เครื่องบินเหล่านี้ได้รับการดัดแปลงสำหรับการปฏิบัติการในเวลากลางคืนคลังอากาศกวมยังได้ดัดแปลงเครื่องบินเหล่านี้ 3 ลำ เพื่อเพิ่มความสามารถในการดักฟังการสื่อสารด้วยเสียงของญี่ปุ่น เพื่อให้เข้าใจเทคนิคการควบคุมเครื่องบินรบของญี่ปุ่นได้ดียิ่งขึ้น มีการติดตั้งตำแหน่งดักฟังวิทยุ 2 ตำแหน่ง โดยมีอาสาสมัครนักภาษาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นจากฝูงบินวิทยุที่ 8 เมืองโมบายล์ ประจำการอยู่^{[ 5 ]}

ฝูงบินสนับสนุนการรุกทางอากาศเชิงยุทธศาสตร์เหนือหมู่เกาะญี่ปุ่น เมื่อสิ้นสุดสงคราม ฝูงบินลาดตระเวนที่ 3 ได้บินปฏิบัติภารกิจรบ 460 ครั้ง ส่วนใหญ่เหนือประเทศญี่ปุ่น ไม่นานหลังจากสิ้นสุดสงคราม ความสำคัญที่เพิ่มขึ้นของภารกิจต่อต้านวิทยุเมื่อเทียบกับภารกิจถ่ายภาพได้รับการยอมรับโดยการเปลี่ยนชื่อเป็นฝูงบินลาดตระเวนระยะไกลมากที่ 3 (ถ่ายภาพ-RCM) ^{[ 2 ]}ฝูงบินยังคงประจำการอยู่ในแปซิฟิกตะวันตก ทำการบินลาดตระเวนและทำแผนที่เหนือประเทศญี่ปุ่น เกาหลี และจีน

เครื่องบิน F-13 ของฝูงบินกลับไปยังสหรัฐอเมริกาในช่วงต้นปี 1946 เพื่อเก็บรักษาหรือจัดสรรใหม่ ฝูงบินถูกยุบในช่วงต้นปี 1947 ^{[ 2 ]}

ในปี 1985 บุคลากรกลุ่มแรกของกองทัพอากาศที่ปฏิบัติงานกับดาวเทียม NATO III และ DSCS II ได้รับการฝึกอบรมที่สถานีฐานทัพอากาศซันนีเวลรัฐแคลิฟอร์เนีย บุคลากรเหล่านี้ย้ายไปที่ฐานทัพอากาศฟอลคอนในปี 1987 และกลายเป็นหน่วยปฏิบัติการฐานทัพอากาศ (Operating Location-AB) หรือศูนย์ทดสอบอวกาศรวม (Consolidated Space Test Center) บุรุษและสตรีเหล่านี้เป็นแกนหลักของสิ่งที่ในที่สุดจะกลายเป็นกอง บิน ปฏิบัติการอวกาศที่ 3 (3rd Space Operations Squadronหรือ SOPS) ในวันที่ 2 สิงหาคม 1988 OL-AB เริ่มปฏิบัติการตลอด 24 ชั่วโมงที่ฐานทัพอากาศฟอลคอน ภายในเดือนพฤษภาคม 1989 OL-AB ได้ทำการฝึกซ้อมการรักษาวงโคจรของดาวเทียม NATO III และ DSCS II ในวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 1990 OL-AB ถูกยุบ และบุคลากร อุปกรณ์ และภารกิจถูกโอนไปยังกองบินควบคุมดาวเทียมที่ 3 (3rd Satellite Control Squadronหรือ SCS) ที่จัดตั้งขึ้นใหม่

ในเดือนพฤศจิกายน ปี 1990 กองบัญชาการสนับสนุนการรบที่ 3 (3d SCS) ได้รับคำสั่งให้ย้ายดาวเทียม DSCS II จากเหนือมหาสมุทรแปซิฟิกไปยังตำแหน่งเหนือมหาสมุทรอินเดีย เพื่อสนับสนุนปฏิบัติการ Desert Shieldการย้ายดาวเทียมเสร็จสิ้นในเดือนธันวาคม ปี 1990 และดาวเทียมก็ได้รับการตั้งค่าสำหรับการใช้งาน ลูกเรือได้ช่วยเหลือยาน อวกาศ FLTSATCOM ที่กำลังจะขัดข้อง ในขณะที่ปฏิบัติการ Desert Storm เริ่มต้นขึ้น ทำให้มั่นใจได้ว่ากองเรือบรรทุกเครื่องบินทั้งสองของกองทัพเรือสหรัฐฯ สามารถควบคุมและสั่งการเครื่องบินของตนได้

เมื่อวันที่ 11 กรกฎาคม 1991 ในพิธีส่งมอบการปฏิบัติงานอย่างเป็นทางการ ฝูงบินได้รับมอบภารกิจการปฏิบัติงานทั้งหมดของโครงการดาวเทียมที่ได้รับมอบหมายอย่างสมบูรณ์ การส่งมอบครั้งนี้เป็นการมอบอำนาจควบคุมการปฏิบัติงานของดาวเทียมสื่อสารของกระทรวงกลาโหมที่ได้รับมอบหมายให้กับกองบัญชาการอวกาศกองทัพอากาศอย่างเป็นทางการ

เมื่อวันที่ 30 มกราคม 1992 ในฐานะส่วนหนึ่งของการปรับโครงสร้างองค์กรที่ฐานทัพอากาศฟอลคอน กองพันสนับสนุนการรบที่ 3 (3d SCS) ได้รับการเปลี่ยนชื่อเป็นกองพันปฏิบัติการพิเศษที่ 3 (3d SOPS)

เมื่อวันที่ 25 มีนาคม 1993 ดาวเทียม UHF F/O ดวงแรกถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ แต่โชคร้ายที่เนื่องจากจรวด Atlas II เกิดความผิดพลาด ทำให้ดาวเทียมอยู่ในวงโคจรที่ไม่ถูกต้อง ในช่วงหลายสัปดาห์ต่อมา บุคลากรของฝูงบินได้วางแผนและดำเนินการปรับวงโคจรถึง 25 ครั้ง เพื่อย้ายดาวเทียมไปยังวงโคจรซูเปอร์ซิงโครนัส ผู้บัญชาการกองบัญชาการอวกาศกองทัพอากาศได้ยกย่องฝูงบิน 3rd SOPS สำหรับความพยายามของพวกเขา

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2539 ภายใต้ข้อตกลงระหว่างกองทัพอากาศและกองทัพเรือ การปฏิบัติงานของกลุ่มดาวเทียม FLTSAT ได้ถูกโอนไปยังศูนย์ปฏิบัติการดาวเทียมของกองทัพเรือที่พอยต์มูกู รัฐแคลิฟอร์เนีย ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2539 กองบินปฏิบัติการที่ 3 (3rd SOPS) ได้โอนการควบคุมกลุ่ม ดาวเทียม Milstarให้กับกองบินปฏิบัติการที่ 4 (4th SOPS) และในวันที่ 18 ธันวาคม พ.ศ. 2539 กองบินปฏิบัติการที่ 3 ได้รับการควบคุมสถานที่ปฏิบัติการ 5 แห่งในเนแบรสกา เวอร์จิเนีย กวม อิตาลี และฮาวาย สถานที่ปฏิบัติการเหล่านี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการดำเนินงานศูนย์บริหารจัดการดาวเทียมของกองทัพอากาศ ซึ่งทำหน้าที่ตรวจสอบและควบคุมการเข้าถึงดาวเทียมสื่อสาร UHF ของผู้ใช้ ภายใต้ข้อตกลงเดียวกันกับการโอน FLTSAT ภารกิจของ SMC ก็ถูกโอนไปยังกองทัพเรือด้วย

เมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม 1999 ภายใต้ข้อตกลงเดียวกันกับการโอน FLTSAT ให้แก่กองทัพเรือ การควบคุมการปฏิบัติการของเที่ยวบิน UHF F/O เที่ยวบินที่ 2–9 ได้ถูกโอนไปยัง NAVSOC เมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์ 2000 หลังจากการตรวจสอบบนวงโคจรเป็นเวลาหลายเดือน หน่วย 3rd SOPS ได้ทำการบิน UHF F/O ครั้งสุดท้ายในเที่ยวบินที่ 10

ตามคำสั่ง ของรัฐสภาเกี่ยวกับ การปรับโครงสร้างและปิดฐานทัพอากาศโอนิซูกะ กองบินปฏิบัติการที่ 3 (3d SOPS) ได้รับมอบหมายภารกิจปล่อยจรวด DSCS III จากกองบินปฏิบัติการที่ 5 (5th SOPS)

• กลุ่มถ่ายภาพ (ต่อมาคือกลุ่มทำแผนที่; กลุ่มทำแผนภูมิภาพถ่าย) กลุ่มที่ 1, 10 มิถุนายน 1941
• กลุ่มถ่ายภาพที่ 11 , 1 ธันวาคม 1943
• กองบินถ่ายภาพที่ 311 (ต่อมาคือ กองบินลาดตระเวน) 5 ตุลาคม 1944 (สังกัดกองทัพอากาศที่ 20ตั้งแต่วันที่ 1 พฤศจิกายน 1944 ถึง 13 ธันวาคม 1944, กองบัญชาการเครื่องบินทิ้งระเบิดที่ 21 ตั้งแต่วันที่ 14 ธันวาคม 1944 ถึง 15 กรกฎาคม 1945, กองทัพอากาศที่ 20 ตั้งแต่วันที่ 16 กรกฎาคม 1945 ถึง 2 กุมภาพันธ์ 1947)
• กองทัพอากาศที่ 20, 3 กุมภาพันธ์ – 15 มีนาคม 1947
• กองบินอวกาศที่ 2 , 9 มกราคม 2533
• กลุ่มปฏิบัติการที่ 50 , 1 มกราคม 2535 – 13 มิถุนายน 2560 ^{[ 1 ]}

• สนามบินแม็กซ์เวลล์รัฐอลาบามา 10 มิถุนายน 1941
• แมคดิลล์ฟิลด์ รัฐฟลอริดา 22 ธันวาคม 1941
• สนามบินทหารสโมกี้ฮิลล์รัฐแคนซัส 16 เมษายน – 3 สิงหาคม 1944
• สนามบินอิสลีย์ , ไซปัน, หมู่เกาะมาเรียนา, 18 กันยายน 1944
• สนามบินฮาร์มอน , เกาะกวม, หมู่เกาะมาเรียนา, 11 มกราคม 1945 – 15 มีนาคม 1947
• ฐานทัพอากาศฟอลคอน (ต่อมาคือ ฐานทัพอากาศชรีเวอร์) รัฐโคโลราโด 9 มกราคม พ.ศ. 2533 – 13 มิถุนายน พ.ศ. 2560 ^{[ 1 ]}