2002年3月3日党中央、国务院作出改革民航管理体制的重大决策，以国发（2002）6号文件印发了《民航体制改革方案》，宣告新中国民航成立以来最深刻、最彻底、最广泛的一次改革开始了。

    2002年10月11日，中国民航六大集团在北京人民大会堂宣布挂牌成立，不再直属民航总局。

    2002年，为兑现中国加入WTO时所作的承诺，民航总局发布了《外商投资民用航空企业规定》，于同年8月起正式施行。

    2002年底，民航总局开始对国务院确定的总局的职责和各司局的职责、机构、人员编制进行了系统的梳理分析，进一步充实、加强安全监管、法规等方面的职能，取消对脱钩企业人、财、物的管理职能，对各司局的职能进行了调整。2003年3月确定总局机关改革方案，4月份，调整基本到位，总局机关开始按照新的职责分工和机构设置运转。

    因非典疫情的影响，地区管理局机构改革推迟到2003年7月正式实施，至9月中旬全部结束。

    2003年9月4日，国务院批复民航总局《省（区、市）民航机场管理体制和行政管理体制改革实施方案》。方案明确除首都国际机场集团公司所属机场、西藏自治区内机场由民航总局管理，中国民航飞行学院所属机场继续由其管理外，其他民用机场全部移交地方政府管理。从2003年3月28日湖南民航机场移交开始，到2004年7月8日甘肃民航机场移交结束，全国共有90家机场移交地方政府管理。机场公安机构随机场移交地方政府管理。

    2003年年底，空中警察队伍组建完成后开始上岗值勤。

    空中交通管理体制改革取得阶段性成果，形成民航总局空中交通管理局———7个地区管理局空中交通管理局———32个空中交通管制中心（站）为一体的民航空中交通管理体系。2004年4月20日国家发改委出台了《国内民航机票价格改革方案》，在尊重市场规律的基础上对票价进行宏观调控。

    2004年民航总局先后批准了奥凯、鹰联、春秋和华夏4家民营航空公司。目前国内已有14家民营航空公司正在申请筹备或已经起飞。

    2005年8月15日，《国内投资民用航空业规定（试行）》正式实施。非公有制企业可以投资国内民用航空业诸多领域，并且与国有投资主体享有同等的权利。