Fu costituito nelil 1º ottobre 1933 all'[[idroscalo di Orbetello]] agli ordini di [[Alberto Briganti]] fino al 1936 quando passò a [[Ruggero Bonomi]] con il 93º Gruppo (costituito nel 1930) e il 94º Gruppo (su quattro Squadriglie, 196ª, 197ª, 198ª e 199ª) equipaggiato con idrovolanti [[Savoia-Marchetti S.55|SIAI S.55X]], e inizialmente denominato Stormo Sperimentale da Bombardamento Marittimo. Assunse la denominazione di 31º Stormo nel 1936.<ref>{{Cita web |url=http://www.comune.orbetello.gr.it/public/pdf/atti/urbanistica/npsorb/allegati/all3/Approf_Idroscalo.pdf |titolo= L’area delI’ex-idroscalo di Orbetello}}</ref> Il Comandante dello Stormo era il tenente colonnello [[Stefano Cagna]] fino al 20 novembre 1933 quando venne sostituito dal colonnello [[Alberto Briganti]] fino al 5 marzo 1936.

Per i voli di Stato a lungo raggio, dagli anni 50 agli anni 90 la Presidenza della Repubblica e il governo ricorsero anche al noleggio di aerei delle compagnie [[Linee Aeree Italiane]] e [[Alitalia]]. Emblematici furono i viaggi dei Presidenti [[Giovanni Gronchi]] (Sud America, 1961, [[Douglas DC-8|DC-8]]),<ref>{{Cita web |url=http://www.manualedivolo.it/index.php?option=com_content&view=article&id=1733:presidenti-aerei-e-francobolli&catid=44:pietro-pallini&Itemid=69 |titolo=Presidenti, aerei e francobolli}}</ref> [[Giuseppe Saragat]] (Nord America, Australia, giro del mondo, 1967, DC-8)<ref>{{Cita web |url=https://archivio.quirinale.it/aspr/fotografico/PHOTO-001-028460/presidente/giuseppe-saragat.html |titolo=Visita di Stato del Presidente Giuseppe Saragat e del Ministro degli esteri Amintore Fanfani in Canada, Australia e Stati Uniti con soste di riposo a Tahiti, Nandi, Singapore e Ceylon (11 settembre - 4 ottobre 1967). Canada.}}</ref> e [[Sandro Pertini]] (Stati Uniti, 1982, [[McDonnell Douglas DC-10|DC-10]])<ref>{{Cita web |url=https://www.upi.com/Archives/1982/03/24/Sandro-Pertini-Italys-85-year-old-president-flew-to-the-United/1406385794000/ |titolo=Sandro Pertini, Italy's 85-year-old president, flew to the United States}}</ref> e del Presidente del consiglio [[Bettino Craxi]] (Giappone, Cina, 1986, [[Boeing 747|747]]).<ref>{{Cita web |url=https://www.ilfoglio.it/cultura/2019/03/23/news/il-viaggio-con-la-casta-di-craxi-in-cina-e-litalia-che-non-cambia-mai-o-forse-troppo-244872/ |titolo=Il “viaggio con la Casta” di Craxi in Cina, e l'Italia che non cambia mai, o forse troppo}}</ref> Per sopperire alla mancanza di aerei di Stato a lungo raggio e a fusoliera larga, il [[governo Renzi]] nel 2015 procedette al controverso leasing di un [[Airbus A340]]-500 della [[Etihad Airways]], dato in gestione all'Alitalia, basato a Fiumicino e operato da equipaggi del 31º Stormo. Il leasing dell'aereo con matricola civile I-TALY, velivolo che aveva un valore residuale molto inferiore al leasing concordato con la società [[Emirati Arabi Uniti|emiratina]] allora socia di Alitalia, è stato rescisso nel 2018 dal [[Governo Conte I|governo Conte]].<ref>{{Cita web |url=https://www.ilfattoquotidiano.it/in-edicola/articoli/2019/10/02/laereo-di-renzi-fu-pagato-26-volte-il-prezzo-normale/5491306/ |titolo=Air Force Renzi, l’aereo fu preso in leasing per 168 milioni in otto anni. Ma comprarne uno uguale ne sarebbe costati 7 }}</ref> Nel 2013 il [[governo Letta]] aveva deciso di vendere un A319CJ e due Falcon 900EX per destinare i ricavi alla [[Viking Air 415|flotta antincendi]];<ref>{{Cita web |url=https://www.huffingtonpost.it/2013/08/12/enrico-letta-voli-stato-50-milioni-canadair_n_3743440.html |titolo=Enrico Letta: "In vendita 3 aerei di Stato per investire 50 milioni di euro sui Canadair" (TWEET) }}</ref> successivamente, le aste, andate deserte, sono state interpretate come una sostituzione di aerei vecchi e insufficienti con uno più grande, l'A340.<ref>{{Cita web |url=https://www.corriere.it/cronache/17_maggio_21/aste-deserte-aereo-stato-airbus-a319-costi-politica-a5ee9276-3d91-11e7-a425-2bf1a959c761.shtml |titolo=Tre aste (in 2 anni) sempre deserte. Nessuno vuole l’ex aereo di Stato. }}</ref> L'A319CJ è stato poi trattenuto in servizio e, insieme agli altri due A319, revisionato e ammodernato dall'[[Atitech]] a [[Aeroporto di Napoli-Capodichino|Napoli-Capodichino]].<ref>{{Cita web |url=https://www.atitech.it/it/atitech-supporto-logistico-alla-flotta-presidenziale/ |titolo=Atitech, supporto logistico alla flotta presidenziale degli A319CJ operati dal 31mo stormo: confermato per ulteriori 4 anni il contratto con l’Aeronautica militare. }}</ref> I due Falcon sono invece stati ceduti alla ''Compagnia Aeronautica Italiana'' di Ciampino, una società di proprietà dei [[servizi segreti italiani]].,<ref>{{Cita web |url=https://www.remocontro.it/2017/03/09/voli-air-spioni-polemiche-sospetti/ |titolo=Voli di Stato e ‘Air Spioni’, eterni sospetti.}}</ref> e con essa hanno volato dal 2017 al 2023.<ref>{{Cita web |url=https://www.laasdata.com/corpjet/corpjet-by-type.php?t=50 |titolo=LAAS Current Corporate Jet Register.}}</ref>