I maj 1953 blev det besluttet at der skulle etableres et opvisningshold, som kunne fremvise de nyeste jetfly og hvor godt flyvevåbnets folk kunne håndtere dem. Flyet som skulle vises frem var F - 84G.

Det "3600th Air Demonstration Team" blev erklæret klar den 1 Juni samme år. Holdet bag havde på daværende tidspunkt allerede været sammen og træne i 6 uger. Endnu havde holdet intet navn. Der fandtes allerede Sky-blazers, Acrojets, Blue Angels og nu "The 3600th Air Demonstration Team". Derfor blev der i løbet af juni iværksat en konkurrence på flyvestationen (Luke AFB), hvor holdet var hjemmehørende på daværende tidspunkt. 

F - 84G Thunderjet

Navnet der blev valgt var "Thunderbirds". Navnet har en stærk tilknytning til den indianske kultur, og kort sagt handler det om det godes kamp mod det onde.Thunderbirds første officielle opvisning fandt sted den 8 Juni på Luke AFB. Tilskuerne var nyudnævnte piloter og General Hoyt Vandenberg, Air Force Chief of Staff.

Thunderbirds første "civile" opvisning fandt sted under "Frontier Days" i Cheyenne, og inden August 1953 havde holdet allerede gennemført 26 opvisninger. Deres første opvisning for et virkeligt stort publikum var den 5-7 September 1953 ved "Dayton Aircraft Show" hvor 400.000 mennesker var tilstede.
Ved udgangen af deres første sæson, havde Thunderbirds fløjet 50 opvisninger.

Højdepunkterne i Thunderbirds andet år var bla. en tur til Sydamerika med masser af tilskuere:

• 300.000 i Mexico by´s lufthavn - med 1,2 millioner yderligere som tilskuere fra de omkringliggende bakker. 

• 250.000 i Santiago, Chile. 

• 250.000 i Montevideo, Uruguay og

• 500.000 i Havana, Cuba.

Tidligt i 1955 blev det besluttet at skifte F - 84G ud med et mere tidsvarende fly. Valget faldt på F - 84F Thunderstreak og Flyvevåbnet tildelte straks 6 splitternye Thunderstreak til holdet, og i april 1955 fløj de deres første opvisning i de nye fly.

19 maj 1956 fløj Thunderbirds deres 91 og sidste opvisning i Thunderstreak. Man skiftede nu til F - 100C og Thunderbirds blev det første supersoniske opvisningshold i verden - en ny æra var begyndt indenfor flyveopvisninger! 
Valget af F - 100C betød også at Thunderbirds flyttede til Nellis AFB pga. logistik og nemmere vedligeholdelse. Den dag idag er Thunderbirds stadig stationeret på Nellis AFB.

I maj 1963 besøgte Thunderbirds for første gang Europa. Det blev til besøg i bla. Portugal, Libyen, Frankrig, England, Tyskland, Italien og Spanien.

I 1964 skiftede man til F - 105B og overgangen til det nye fly forløb hurtigt og smertefrit. Thunderbirds nåede dog kun at flyve 6 opvisninger inden et uheld betød at Thunderbirds fik flyveforbud. Man erkendte at det var nødvendigt af fortage nogle ændringer på F - 105. Istedet for at skippe resten af sæsonen blev der taget en beslutning om at skifte øjeblikkeligt til F - 100D (Den sidste opdatering af F - 100).

I 1965 besøgte Thunderbirds Europa for anden gang hvor det blev til 22 opvisninger. Senere samme år fandt Thunderbirds opvisning nr. 1000 sted. Opvisning nr. 2000 fandt sted 11 år senere, nemlig i 1976.

I 70´erne, og starten af 80´erne fløj Thunderbirds i F - 4E Phantom og T - 38 Talon som blev det sidste fly inden skiftet til Thunderbirds nuværende F - 16 Fighting Falcon. 

Skiftet blev ikke så smertefrit, da der den 18 januar 1982 under en træningsflyvning i området Range 65 - nu kendt som "The Gathering of Eagles Range" (En samling af ørne) skete en fatal ulykke. Under en loop manøvre fik førerflyet en mekanisk fejl som viste sig af være skæbnesvanger for alle 4 piloter i diamantformationen. 
De omkom alle, og sammenholdt med skiftet til ny flytype foretog Thunderbirds ingen opvisninger i 1982. En Memorial wall til minde om de omkomne står idag i North Las Vegas Police Department. 

I august 1982 påbegyndte man træningen i F - 16. Den første opvisning blev fløjet den 2 april 1983.

I 1984 vendte Thunderbirds tilbage til Europa efter 13 år og her fik bla. Norge glæde af dem.

I september 1986 i Topeka, Kansas markerede opvisningen for 75.000 at Thunderbirds nu havde vist deres færdigheder igennem årene for mere end 200 millioner tilskuere.

I 1987 besøgte Thunderbirds østen. Det blev også til Thunderbirds første opvisning i et kommunistisk land. De besøgte Beijing i Kina, og fløj over den kinesiske mur.

Den største samling af tilskuere som nogensinde har overværet en opvisning var på Coney Island, New York den 4 juli hvor mere end 2.250.000 så på. 

Den 22 april 1990 gennemførte Thunderbirds deres opvisning nr. 3000.

I 1998 kunne Thunderbirds fejre 45 års jubilæum, og i 2003 kan de fejre 50 år - måske med endnu et besøg til Danmark, som de sidst besøgte i år 2000 til Flyvevåbnets Åben Hus på Flyvestation Skrydstrup, hvor lavt skydække dog resulterede i at de kun kunne gennemføre et reduceret program.

F - 84F Thunderstreak

F - 100C Super Sabre

F - 105B Thunderchief

F4E Phantom

T - 38 Talon

F -16 Data

F - 16 Fighting Falcon - Thunderbirds