Op 12 juni 1943 werd 322 squadron opgericht. 322 kwam voort uit de verhuizing van het Engelse 167 squadron, dat verhuisde naar de basis Woodvale bij Liverpool. Dit squadron werd omgedoopt in 322 (Dutch) Squadron RAF. In die tijd vloog het squadron met de Spitfire Vb/c’s. Het squadron verhuisde op 27 december 1943 naar Hawkinge bij Dover, om van daar uit boven Frankrijk aanvalsvluchten uit te voeren, bommenwerpers te begeleiden, V-1 raketten te onderscheppen en grondsteun te verlenen.
Na de overplaatsing naar de basis Acklington (op 10 maart 1944) ontving het squadron de nieuwe Spitfire’s XIV’s. Lang zou het verblijf niet duren. Al op 23 april werd 322 overgeplaatst naar Hartford Bridge (in het kader van de slag om Arnhem) om vervolgens twee maanden later weer overgeplaatst te worden naar West Malling. Dat dit niet de laatste verhuizing was bleek wel op 21 juli toen 322 naar Deanland ging. Het was echter hier dat het squadron werd versterkt met een vlieger van een ietwat vreemd pluimage. De vlieger had zichzelf aangemeld bij het squadron nadat hij was uitgekocht uit de London Zoo Jail door F/O Sluyter. Over zijn verleden heeft de Sgt-vlieger Poly Grey zich nooit echt uitgelaten en al helemaal niet over hoe hij achter de tralies kwam. Daarentegen floot hij de gehele dag eigen gemaakte deuntjes en praten..... ho maar. De operationele waarde van de nieuwe vlieger bleek gering, 
maar de morele waarde was enorm. Al snel werd besloten om Polly Grey tot squadron mascotte te maken, met als spreuk "Niet praten, maar doen"
Op Deanland ontving 322 sqn in augustus nieuwe Spitfire L.F.IXb’s voor het geven van grondsteun aan de geallieerde grondtroepen. Tegen het einde van de oorlog verhuisde het squadron regelmatig en werd achtereenvolgens op Woensdrecht (3 januari 1945), Schijndel (21 februari), Twenthe (18 april), Varrelbusch (27 april) en Wunstorf (2 juli) geplaatst om uiteindelijk daar vandaan terug te keren naar Engeland. Daar werd het op 6 oktober 1945 ontbonden.
Op 27 september 1946 werd het squadron in Nederland, op de vliegbasis Twenthe, weer opgericht met Spitfire IX’s om zo'n 2 jaar later te vertrekken naar Nederlands-Indië. 322 sqn. vloog vanaf Semrang tijdens de politionele acties. Op 4 oktober 1949 eindigde het avontuur en op 30 november 1949 werd 322 op Twenthe tijdelijk ontbonden. Op 1 februari 1951 werd het vliegen op Twenthe hervat, waarna het squadron op 31 augustus overgeplaatst werd naar vliegbasis Soesterberg, alwaar het in 1952 werd uitgerust met de Meteor Mk.8, Neerlands eerste straaljager. Nadat het squadron in januari 1958 is overgeschakeld op de Hunter F.4, werd het in juli van dat jaar weer tijdelijk ontbonden. Tijdens de crisis op de Nederlands Nieuw-Guinea werd het squadron opnieuw opgericht en naar Biak gestuurd, waar het op 6 augustus 1960 arriveerde met 12 Hunters en 2 Allouette II heli’s. Het squadron bleef tot 1 oktober 1962 op Biak, waarna het op 5 oktober terugkeerde in Nederland en op non-actief gesteld werd.
Op 1 april 1964 verschijnt het squadron na haar heroprichting op de huidige vliegbasis Leeuwarden en gaat vanaf die datum met de Lockheed F-104G Starfighter vliegen in de luchtverdedigingsrol. De meest ongewone actie in deze periode was in juni 1977: de treinkaping bij De Punt. De Nederlandse regering had besloten dat zij een einde ging maken aan de kaping. Om het verrassingseffect van de aanval te vergroten werd 322 ingeschakeld om met zes Starfighters met volle naverbranders over de trein te scheren. Hierna wordt nog twee jaar met de honderdvier gevlogen, waarna het toestel wordt omgeruild voor de modernere General-Dynamics F-16A/B.
Het is op 1 mei 1981 het eerste squadron van de Koninklijke Luchtmacht dat de operationele status bereikt op de F-16. Naast de luchtverdedigingsrol moet het squadron nu ook officieel tactische luchtsteun verlenen, waarop al in de nadagen van de Starfighter geoefend was. Vanaf 1998 is het squadron operationeel op een verbeterde F-16, de MLU (Mid Life Update) versie. Door deze modernisering is de F-16AM/BM ook ’s nachts en bij slecht weer inzetbaar. De modernisering betrof het radar- en navigatiesysteem (AN/APG-66 Radar) en de mogelijkheid tot het meenemen van modernere wapens (AIM-120B AMRAAM) en nachtzichtapparatuur (FLIR/Night Vision Goggles). Door deze update kan het toestel mee tot 2010.
In 1999 is 322 weer in het nieuws, wanneer zij naar voormalig Joegoslavië worden uitgezonden. Tijdens één van de missies stuiten ze op een MIG-29, die probeerde de bombardementen te verhinderen. Met een AMRAAM werd de MIG-29 neergeschoten. Daarmee had 322 een primeur: zij is het eerste en enige squadron in Nederland dat een vijandelijk vliegtuig heeft neergeschoten met de F-16. Het toestel, de J-063, heeft nu een silhouet van een MIG-29 onder de cockpit.
