Với tổng mức đầu tư gần 2.300 tỷ đồng, công trình được khởi công ngày 29/12/2019, khánh thành ngày 17/6/2023.

Công trình được lấy ý tưởng từ núi Ngự Bình, xây dựng theo kiến trúc cung đình Huế với các lớp mái chồng xếp lên nhau.

Nhịp mái nhà dài 54m với cửa mái lớn ở chính giữa dọc theo chiều di chuyển của hành khách vừa mang đến ánh sáng chan hòa vừa như là một đường dẫn hướng cho hành khách.

Nhà ga gồm hai tầng, trong đó tầng một gồm sảnh đến, băng chuyền hành lý, khu vực nhập cảnh, cảng vụ, hải quan, phòng chờ VIP, phòng hành lý thất lạc, kiểm soát an ninh.

Nhà ga được tổ chức thành khu vực làm thủ tục và khu vực phòng chờ, giúp tăng hiệu quả khai thác và sức chứa của nhà ga, tạo luồng giao thông đơn giản, mạch lạc từ sảnh làm thủ tục tới khu vực chờ lên máy bay cũng như ngược lại từ máy bay tới sảnh lấy hành lý.

Tại sảnh đến phía ngoài tầng 1, không gian, cảnh quan lấy cảm hứng từ đôi bờ sông Hương chào đón quý khách tới Huế.

Khu vực nhà để xe máy ngay dưới chân tháp không lưu của sân bay.

Các khu chức năng phục vụ như bãi đỗ xe ô tô, xe taxi, xe bus, xe đoàn được bố trí phía trước nhà ga với quy mô phù hợp với công suất thiết kế và dự trù phát triển trong tương lai.

Nhà ga được thiết kế với công suất khai thác 5 triệu hành khách/năm (1 triệu khách quốc tế và 4 triệu khách nội địa).

Nhà ga được thiết kế không gian chức năng với 2 cao trình luân chuyển khách. Khu vực ga đến nội địa và quốc tế nằm ở tầng 1 và khu vực ga đi nằm ở tầng 2.

Có 44 quầy check-in; 4 kiosk check-in online; 8 cửa boarding; 4 băng chuyền hành lý đến (3 băng chuyền nội địa, 1 băng chuyền quốc tế); 4 cầu dẫn hành khách (1 cầu đôi, 3 cầu đơn); 10 máy soi chiếu an ninh (6 máy nội địa, 4 máy quốc tế); 10 quầy xuất nhập cảnh (6 quầy nhập cảnh; 4 quầy xuất cảnh).

Sân bay Phú Bài là nhà ga đầu tiên của Tổng Công ty Cảng Hàng không Việt Nam ứng dụng chuyển đổi số, nâng cấp hạ tầng số, nền tảng số để chuẩn hóa các quy trình nghiệp vụ như: Hệ thống hỗ trợ giúp khách hàng tự làm thủ tục hàng không, hệ thống hỗ trợ giúp khách hàng tự làm thủ tục ký gửi hành lý, hệ thống phát thanh tự động ứng dụng công nghệ AI, triển khai ứng dụng hệ thống thẻ căn cước công dân gắn chip…

Trước đây, vào năm 2013, nhà ga hành khách sân bay Phú Bài (Nhà ga T1) từng được đầu tư cải tạo, nâng cấp công suất phục vụ 1,5 triệu hành khách/năm. Tuy nhiên, đến năm 2016, hành khách thông qua sân bay đã vượt công suất phục vụ (gần 1,6 triệu khách). Đó là lý do Cảng Hàng không quốc tế Phú Bài xây dựng một nhà ga quốc tế với quy mô đầu tư, chất lượng dịch vụ phù hợp với vai trò và vị thế của tỉnh Thừa Thiên Huế.