Værnes er Norges tredje største flyplass, med direkte flyvninger til flere innenlands og enda flere internasjonale destinasjoner, inkludert flere daglige avganger til blant annet Amsterdam, København og Stockholm. Charterflyvninger tilbys regelmessig også til en rekke destinasjoner. En god del av innenlandstrafikken kommer fra Værnes' rolle som regionalt nav for Namdalen og Helgeland, med mange flyvninger med Dash 8 fly operert av Widerøe. Den viktigste ruten går til Oslo, med opptil 29 daglige avganger hver vei med Boeing 737-fly. Denne ruten er Norges mest trafikkerte flyrute (22,4 avganger i gjennomsnitt daglig i 2022) og blant de fem travleste i Europa, målt i antall passasjerer.[1]
Flyplassen er delt inn i to terminaler. Innenriksterminalen terminal A ble åpnet i 1994, og er utstyrt med flybroer. Den gamle terminalen, som ble åpnet i 1982, har blitt omdøpt terminal B og brukes til internasjonale flyvninger, kortrute-flygninger og avlastning for innenlandsflygninger. Den ble renovert i 2005 og har nå en stor taxfree-butikk.
Militæraktiviteten på Værnes startet i 1887 da hæren kjøpte gården på Værnes og konverterte den til en militærforlegning. Den 26. mars 1914 lettet det første flyet, en militær Maurice Farman MF-7 «Longhorn». De første tre permanente flyene ble stasjonert her i 1919, i 1920 ble den første hangaren bygd, og i 1922 ble radioutstyr installert.
Under andre verdenskrig okkuperte den tyske invasjonshæren Norge 10. april 1940, og Luftwaffe okkuperte Værnes med liten motstand.[2] De tyske styrkene organiserte, ved hjelp av lokale myndigheter og norsk mannskap, umiddelbart arbeidene med å utbedre lufthavnen, og på noen få uker hadde de bygget en ny rullebane til god bruk i felttoget i Nord-Norge. Før 1942 hadde de konstruert tre betongrullebaner, den lengste var 1 620 meter, i tillegg til flere hangarer, bunkere og luftvernstillinger, totalt mer enn 100 bygninger. Et tyvetalls førkristne gravhauger ble fjernet for å gi plass til utvidelsene.[3] På det meste var det stasjonert 2 000 tyske soldater og 2 000 norske arbeidere på Værnes under andre verdenskrig. Etter den tyske kapitulasjonen 8. mai 1945 trakk Luftwaffe seg ut av Værnes.
Etter andre verdenskrig ble flyplassen opprinnelig gitt til Royal Air Force, men de trakk seg raskt tilbake og overlot den til det norske luftforsvaret. Flere skvadroner, deriblant 332, 331 og 337, var stasjonert på Værnes i etterkrigsårene. I 1952 ble Luftforsvarets Flyveskole flyttet til Værnes, men i 1954 stod nye Ørland hovedflystasjon klar, slik at mesteparten av luftforsvaret flyttet dit.
Til tross for at Heimdal var den opprinnelige ønskede plassen for en sivil trøndersk flyplass, bestemte myndighetene i 1951 at den sivile flyplassen skulle bygges på Værnes. I tillegg støttet NATO utbyggingen av den militære delen av flyplassen. Den nye flyplassen sto ferdig den 21. oktober 1961. Etter dette økte den sivile trafikken gradvis, mens den militære var konstant.
En ny terminalbygning stod ferdig i 1965, men snart ble det kapasitetsproblemer, hovedsakelig på grunn av nye charterflyvninger til sydligere strøk. På slutten av 1970-tallet ble en ny taxibane bygd, og i 1982 åpnet enda en ny terminal. Men den ble også snart for liten, og den nye terminal A åpnet i 1994, sammen med en ny taxibane i 1999. Utenriksflyvninger blir nå fløyet fra den gamle terminalen, som nå heter terminal B, og som ble renovert i 2005. Jernbanestasjonen Værnes holdeplass ble åpnet i 1994. Et nytt tårn ble tatt i bruk i 2005. Etter flere tiår med duopol på ruten til Oslo mellom SAS og Braathens, startet lavprisselskapet Color Air flyvninger til hovedstaden i 1998. Dette førte til en svært aggressiv priskrig mellom aktørene, med oppimot 50 daglige avganger hver vei mellom de to byene, noe som gjorde ruten til en av de ti største innenriksrutene i Europa. Men flyselskapet gikk snart konkurs, og noen år senere kjøpte SASBraathens, og de ble fusjonert til SAS Braathens. I 2003 begynte Norwegian Air Shuttle å konkurrere på den samme ruten.
Man kan komme til Værnes med taxi, bil, buss eller tog. Jernbanen har timesavganger med lokaltog fra Trondheim til Steinkjer og fire ganger daglig regiontog til Bodø. Værnes var den første flyplassen i Nord-Europa som fikk integrert jernbanestasjon i terminalen, lokalisert på Sandfærhus i Stjørdal på Nordlandsbanen. EuropaveieneE6 og E14 går rett forbi flyplassen. Taxi står rett utenfor ankomsthallen, flybusser går forbi hotellene i Trondheim sentrum hvert tiende minutt hver dag.