La familia de Emilio Serratosa fundó Air Nostrum en 1994, dos años después de vender Valenciana de Cementos a la mexicana Cemex por más de 750 millones de euros. Tras aquella venta, Emilio Serratosa y sus hijos canalizaron su patrimonio en la empresa Nefinsa, que tenía a Carlos Bertomeu como director de inversiones. Bertomeu (que ahora controla el 51,2 % de las acciones de Air Nostrum) recomendó a los Serratosa que aprovecharan la liberalización del mercado aéreo para crear la compañía regional de aviación con el objetivo de diversificar sus inversiones y tomó desde el primer momento las riendas de la compañía.
El primer vuelo de Air Nostrum despegó el 15 de diciembre de 1994 de València a Bilbao con 16 pasajeros a bordo de un Fokker 50. Un gran paso para la compañía fue el pacto de colaboración con Iberia Regional que culminó en 1997 con la integración de sus marcas. Fue el primer acuerdo de franquicia que se suscribió en España entre compañías aéreas. A partir de ese momento, todos los vuelos comenzaron a comercializarse bajo la marca «Iberia Regional Air Nostrum».
Tres años después, la firma valenciana adquirió por 800 millones de euros 44 aeronaves a Bombardier y se convirtió en la empresa aérea regional con la flota más moderna de Europa. Air Nostrum le compró en 2001 a Iberia la empresa Binter Mediterráneo (que unía Melilla con Andalucía) por 4,5 millones de euros, un tercio de su valor contable. En noviembre de 2005, estrenó su primer reactor de 90 plazas y en diciembre de 2010 recibió el primero de 100 plazas.
La crisis financiera obligó a la compañía a reinventarse. Entre 2009 y 2013, Air Nostrum realizó un contundente plan de ajuste con el objetivo de mejorar su competitividad, reducir el exceso de capacidad y potenciar la conectividad con el grupo Iberia en el aeropuerto de Barajas. La familia Serratosa controlaba hasta 2014 el 70 % del accionariado y Caja Duero el 22 %. La empresa estuvo a punto de caer en manos de un fondo de inversión. Sin embargo, en 2014, Air Nostrum hizo pública la entrada en el capital de la mano de Bertomeu de los propietarios del IVI Antonio Pellicer y José Remohí. Bertomeu controla desde entonces el 51,2 % de la sociedad y Pellicer y Remohí tienen sendas participaciones del 14,7 %.
