國貨航于2003年正式成立。2011年3月18日，中國國際航空股份有限公司（簡稱“中國國航”）與香港國泰航空有限公司（簡稱“國泰航空”）以國貨航為平臺完成貨運合資項目。合資后，國貨航中英文名稱、企業標識保持不變。2017年，中國航空集團有限公司（簡稱“中航集團”）正式啟動航空貨運物流混合所有制改革，確定以中國航空資本控股有限責任公司（簡稱“資本控股”）為**持股平臺，國貨航為**平臺，整合中航集團旗下貨運物流企業。2018年，中國國航將其持有的國貨航股份轉讓給資本控股。2019年10月31日，資本控股完成向國貨航增資，同年，國貨航完成了對中航集團旗下民航快遞有限責任公司等貨運物流企業的整合。增資后，國貨航注冊資本為73.76億元人民幣。2020年10月，國貨航以公開遴選方式確定浙江菜鳥供應鏈管理有限公司、深國際控股（深圳）有限公司、杭州國改雙百創新股權投資合伙企業（有限合伙）作為戰略投資方，確定天津宇馳企業管理合伙企業（有限合伙）作為員工持股平臺，向國貨航增資。2021年9月，國貨航完成增資程序。增資后，國貨航注冊資本為106.90億元。2022年6月，國貨航由有限公司整體變更為股份有限公司，公司的經營期限由三十年變更為長期，公司維持注冊資本106.9億元不變。

國貨航目前擁有11架B777F貨機、3架B747-400貨機和4架A330貨機，并dujia經營中國國航全部客機腹艙。依托中航集團、中國國航的物流資源，以及與全球重要航空樞紐貨站的緊密合作，國貨航建立起了包括上海、北京、成都、重慶、鄭州、杭州、臺北、芝加哥、馬德里、列日、法蘭克福、阿姆斯特丹、洛杉磯、紐約、東京、大阪等城市的全球貨運保障體系，可為客戶提供高品質的服務。

國貨航經營的貨機航線條數達24條，其中國內航線 5 條、國際航線 18 條、地區航線 1 條，通航國家8個、通航城市21個。國貨航在歐洲、美國、日本、亞太等全球各地，還擁有1500余條全球地面卡車航班線路作為貨機和客機腹艙網絡的有效補充，使貨物快速通達全球各地。