Sân bay có 1 đường băng dài 2,4 km, rộng 45 m, theo tiêu chuẩn 4D của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (tiếng Anh: International Civil Aviation Organization). Sân bay này có thể tiếp nhận các máy bay tầm trung của Airbus 320 và Airbus A321 hoặc tương đương và các máy bay khác trở xuống.[17] Đây là một trong những sân bay chính của khu vực Bắc Trung bộ, hiện có hai sân bay chính là Sân bay quốc tế Phú Bài và Sân bay Vinh. Sân bay này sẽ giúp tỉnh Quảng Bình tham gia có hiệu quả vào Chương trình du lịch Con đường di sản miền Trung kết nối các di sản thế giới ở miền Trung: Vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng, Cố đô Huế, Thánh địa Mỹ Sơn, phố cổ Hội An và Không gian Văn hoá Cồng chiêng Tây Nguyên. Con đường di sản này kết hợp giữa du lịch tìm hiểu văn hóa và khám phá thiên nhiên.[2]

Một số thông tin cơ bản về dự án:

• Chủ đầu tư: Cụm cảng hàng không Miền Bắc
• Tổng mức đầu tư: 212 tỷ đồng
• Khởi công: Ngày 30 tháng 8 năm 2004
• Ngày hoàn thành theo Báo cáo nghiên cứu khả thi: Quý IV năm 2006.
• Ngày hoàn thành thực tế: Ngày 18 tháng 05 năm 2008
• Công suất: 300 khách/giờ cao điểm
• Năng lực phục vụ: 500.000 khách mỗi năm.

Theo tiến độ ban đầu, dự án này sẽ hoàn thành vào quý IV năm 2006, cũng là thời điểm đưa sân bay này vào vận hành thương mại. Tuy nhiên, tiến độ bị chậm trễ, thực tế phải đến tháng 5 năm 2008 mới hoàn thành.

Ngày 15 tháng 5 năm 2008, Phó thủ tướng Chính phủ Việt Nam Hoàng Trung Hải đã có quyết định phê duyệt mở cảng hàng không Đồng Hới. Chuyến bay đầu tiên từ Sân bay quốc tế Nội Bài (Hà Nội) đến Sân bay Đồng Hới 10h30 sáng ngày 18 tháng 5 năm 2008, ngày khánh thành sân bay này.[17]

Thủ tướng Chính phủ Việt Nam cũng đã phê duyệt quy hoạch mở rộng sân bay này để có thể đón các loại máy bay cỡ lớn hơn.[18]

Hệ thống đèn đêm và thiết bị hướng dẫn hạ cánh chính xác (ILS) đã hoàn thành vào và đưa vào sử dụng ngày 16/10/2014.[1]Sân đỗ máy bay đã được mở rộng thêm hai vị trí từ ngày 18 tháng 1 năm 2017 và hoàn thành ngày 26 tháng 4 năm 2017, sân bay này tổng cộng có 4 sân đỗ cho 4 máy bay tầm trung từ Airbus A321 và tương đương trở xuống.[19]

Tháng 4 năm 2018, Tập đoàn FLC đã có đề xuất trình các cơ quan chức năng cho phép được đầu tư nâng cấp sân bay Đồng Hới trở thành sân bay quốc tế trong tương lai.[20]