随着舟山旅游商贸的发展，舟山普陀山机场的航空业务量逐年增长。为满足舟山日益增长的航空业务量需求和波音项目配套需要，2016年1月，舟山普陀山机场启动了以航站区和飞行区为重点的改扩建工程，投资规模约13亿元。

2018年1月，国务院批复同意舟山普陀山机场对外开放。2018年10月16日，国家口岸管理办公室批复同意舟山普陀山机场航空口岸临时开放。

崭新锃亮的大厅、舒适完善的配套设施， 2018年8月8日，普陀山机场举行了新航站楼启用仪式。随着新国内航站楼正式投入运行，普陀山机场开启了舟山民航发展新纪元。

2018年11月9日，舟山波音完工和交付中心首架波音B737MAX飞机由西雅图经关岛飞抵舟山普陀山机场。12月15日，美国波音公司国际事务总裁马爱仑乘坐的航班号为RDN450的BBJ公务机顺利抵达舟山普陀山机场。这是机场国际口岸开放后迎来的第一架真正意义的境外飞机。12月16日，舟山波音完工与交付中心首架波音737MAX飞机从舟山普陀山机场起飞交付国航使用，标志着机场正式踏上了国际空港新征程。

2019年2月19日，舟山波音完工和交付中心第二架波音B737MAX飞机由西雅图经关岛飞抵舟山普陀山机场，并于3月7日交付中国国际航空公司。

机场国际化的步伐远没有停止。2019年4月，舟山普陀山机场启动国际航站楼二期建设。二期工程建筑面积为6550平方米，总高度为16米。2020年9月25日，国际航站楼二期工程通过竣工验收，进一步提升机场功能，促进舟山地区航空业、旅游业的发展。

2020年5月21日0时，新建平行滑行道、联络道及站坪启用，新增平滑一条，停机位从11个增加到16个，标志着波音737完工与交付中心普陀山机场飞行区配套改扩建工程全面投用。扩建工程全面投用大幅提升了机场高峰时段航班保障能力，提高了跑道利用率，提升了机场运行效益,为高质量建设“重要窗口”注入新动力。

2020年11月14日，机场启动了远机位和通航服务楼改造工程，预计2021年启用。