Flyvestation Værløse blev oprettet som følge af Forsvarsforliget 1909 i årene 1910-12 som en teltlejr for rekrutter fra Hæren. Først i perioden 1934 til krigens udbrud i 1940 blev lejren udbygget til en flyveplads. Under besættelsen overtog det tyske Luftwaffe lejren.
Flyvestationen havde opgaver som f.eks. eftersøgning og redning, miljøovervågning, VIP-flyvning for kongehuset og regeringen, evakuering af sårede og transportflyvning for såvel militære enheder som hjælpeorganisationer.
I 2004 besluttede man i forbindelse med forsvarsforliget, at Flyvestation Værløse skulle nedlægges og afhændes. Naturstyrelsen overtog 1. oktober 2013 det åbne naturareal på 349 ha med tilhørende bygninger fra Forsvaret.
Området er et rekreativt naturområde, hvor der er offentlig adgang døgnet rundt. Motorkørsel er forbudt i lighed med reglerne for Naturstyrelsens øvrige skov- og naturområder.
Fra tiden som militær flyvestation rummer det unikke, åbne areal lange asfaltbelagte strækninger og en række specielle bygninger, overvejende flysheltere/hangarer. Områdets centrale del består af en åben slette, hvor den 3 km lange og 50 m brede landingsbane er et markant træk. Landingsbanen og de øvrige asfaltstrækninger er nu et eldorado for alle til fods og på hjul som cyklister, rulleskøjteløbere og landsejlere, der vil opleve og bruge det store åbne naturområde.
Siden 2007 er der på et område af den gamle flyvestations arealer (den sydvestlige del) etableret en filmby, kaldet Filmstationen, hvor hangar 6 og 7 er blevet til henholdsvis studie 6 og 7. Mange danske film har optaget en del af deres produktion her. Det gælder bl.a. "Mænd og høns", "Kvinden i buret" og "Fasandræberne", ligesom tv-serierne "Lulu og Leon" og "Lærkevej" er optaget her.
I filmen "Mød mig på Cassiopeia" er nogle af scenerne optaget på Kirke Værløse/Værløse Flyveplads - dengang indkørslen hovedsagelig kom fra Kirke Værløse siden.