1971年建成并通航后，机场旅客年吞吐量以年均32%的速度急

速膨胀，到2003年已经达到103.3万人次，2004年则达168万人次，2005年突破200万人次，2007年达361万人次；到2008年，机场旅客吞吐量突破400万人次，2009年达到463万人次，货邮吞吐量3.4吨。2009年，太原武宿国际机场吞吐量全国排名第29位。

2007年机场扩建工程共投资15．7亿元：新建一座5．5万平方米的航站楼，设计目标年为2015年，年设计旅客吞吐量600万人次；新建货运楼位于太原机场1号航站楼西北侧，总建筑面积12417平方米，局部二层，包括营业大厅、货库区、办公区、宿舍区和车库区五个分区。工程的顺利竣工，意味着机场在基础设施方面迈上了一个新台阶，更标志着机场保障能力的一次大飞跃，也意味着新航站楼由建设阶段进入到正式运营的准备阶段。

2007年，中国民用航空总局批准“太原武宿机场”更名为“太原武宿国际机场”。太原武宿机场自1993年被批准为国家一类开放口岸以来，国际客货运业务都取得了长足的发展。客运方面，先后开通太原至香港定期航班，太原至日本、韩国、泰国、新加坡等国际客包机航线，以及太原经北京至伦敦、纽约、旧金山、巴黎、法兰克福和太原经广州至新加坡、吉隆坡、槟城等8条代码共享国际航线，共保障出入境旅客15万余人次。货运方面，自1998年6月开展独联体货运包机业务以来，共保障运输起降8000余架次，输出货物20多万吨，1999年至2003年该项业务连续5年获得全国第一，在口岸建设方面取得了明显的成绩。机场飞行区等级为4E级，3400×60跑道，可保障B747、A340等机型的全载起降及世界最大机型A380机型的备降。新航站楼面积为5.5万平方米，其中国际厅面积为1.8万平方米。

2010年12月9日，太原武宿国际机场年旅客吞吐量突破500万人次，标志着该机场迈入大型机场行列。

2012年1月，太原武宿国际机场年吞吐量突破587.60万人次，再次破纪录。