Norlandair var stofnað 1. júní 2008 og tók þá við rekstri Twin Otter flugvéla sem áður voru í eigu Flugfélags Íslands. Félagið á hins vegar rætur að rekja til Flugfélags Norðurlands sem stofnað var á Akureyri árið 1974 . Fyrsta Twin Otter vélin var keypt árið 1975. Hún var notuð bæði í áætlunarflug og leiguflug innanlands og þá hófst einnig flugþjónusta við Austurströnd Grænlands sem hefur staðið yfir sleitulaust síðan eða í hartnær 50 ár.
Árið 1997 sameinaðist Flugfélag Norðurlands og Flugleiðir innanlands og var nafninu breytt í Flugfélag Íslands (síðar Air Iceland Connect). Twin Otter vélarnar voru áfram gerðar út frá Akureyri. Allt viðhald vélanna fór fram þar, auk þess sem leiguflugsdeild Flugfélags Íslands var starfrækt á Akureyri. Árið 2008 hætti Flugfélag Íslands rekstri Twin Otter vélanna. Fyrrum starfsmenn Flugfélags Íslands ásamt hópi fjárfesta stofnuðu þá flugfélag undir heitinu Norlandair (sem var það nafn sem Flugfélag Norðurlands notaði erlendis) og tók hið nýja félag við rekstri vélanna.
Í dag rekur Norlandair þrjár Twin Otter vélar, þrjár Beech 200 King Air og eina Air Van útsýnisvél. Norlandair heldur úti áætlunarflugi frá Akureyri til Vopnafjarðar, Þórshafnar og Grímseyjar og frá Reykjavík til Bíldudals og Gjögurs. Einnig sinnir félagið áætlunarflugi til Constable Point á Austurströnd Grænlands (Scoresbysundi) auk fjölda leiguverkefna, bæði innanlands og ekki síður á Grænlandi.