A origem da Esquadra 502 remonta ao ano de 1955, altura em que a Esquadra de Ligação e Treino, sediada na Base Aérea N.º 3, em Tancos, foi capacitada com aviões Junkers Ju 52/3m, para serem utilizados em missões de apoio às Tropas Paraquedistas. Aquela unidade aérea viria a marcar o início de um percurso histórico que conduziu à Esquadra 32, em 1971, e posteriormente à Esquadra 502, em 1978.
No ano de 1970, a Base Aérea N.º 3 recebeu os primeiros aviões Nord Noratlas, continuando, no entanto, a operar os Ju 52/3m até 1972. Com o desenvolvimento dos conflitos nos territórios ultramarinos, a Esquadra 32, já equipada com os Noratlas, desempenhou um importante papel no apoio logístico à missão da Força Aérea entre 1971 e 1974.
Em 1974, com a chegada dos CASA C-212 Aviocar, deu-se início à substituição dos Noratlas. Com a reestruturação do dispositivo operacional da Força Aérea, em 1978, a Esquadra 32 passou a ter a designação de Esquadra 502. Adotando então o “Elefante” como símbolo, ficou responsável por um destacamento aéreo permanente localizado no Arquipélago da Madeira.
O Destacamento Aéreo da Madeira – inicialmente sediado no Aeroporto do Funchal e mais tarde na ilha de Porto Santo – esteve desde a sua criação, em 1976, vocacionado para as missões de apoio à população local.
Em 1988, a Esquadra 502 iniciou o Destacamento Aéreo de São Tomé e Príncipe, que esteve ativo durante 20 anos, tendo-se efetuado um total de 5.500 horas de voo e o transporte de 50 mil passageiros ao longo desse período.
Em 1993, a Esquadra 502 transitou para a Base Aérea N.º 1 (BA1), em Sintra.
Como resultado da cessação de atividade dos Aviocar da Esquadra 711 na Base Aérea N.º 4 (BA4), nas Lajes, em 2007 os "Elefantes" passaram a assegurar presença daqueles aviões através de um Destacamento Aéreo dos Açores.
No início de 2006, abriu-se uma nova página na história da Esquadra 502 aquando da assinatura do contrato para a aquisição de 12 aeronaves EADS/CASA C-295M, para substituírem os C-212 Aviocar. Essas aeronaves foram recebidas entre 2008 e 2011, sete configuradas para Transporte Aéreo Tático e as restantes cinco para missões de Vigilância e Reconhecimento (VIREC).
Em 2009 deu-se a transferência da Esquadra 502 para a Base Aérea N.º 6 (BA6), no Montijo, onde em fevereiro desse ano aterraram os dois primeiros C-295M.
A Esquadra 502 na atualidade realiza um vasto leque de missões, nomeadamente Transporte Aéreo Geral, Transporte Aéreo Tático, Apoio Logístico, Vigilância Marítima, Busca e Salvamento, Reconhecimento, Transportes Médicos Aéreos, Lançamentos de Tropas Aerotransportadas, Lançamento de Carga Aérea e Transporte de Altas Entidades.
MISSÃO
Executar operações de mobilidade aérea.
ELEMENTOS DE MISSÃO
Operações de transporte aéreo logístico intra-teatro;
Operações aerotransportadas;
Apoio a operações aéreas especiais;
Operações de evacuação sanitária;
Operações de busca e salvamento;
Operações de fotografia aérea;
Formação de pilotagem de multi-motores;
Formação de navegação.