2001年12月，重慶江北機場啟動了二期擴建，總投資16.1億元，于2005年10月全面竣工。跑道由之前的2800米延長到3200米，可以滿足“重量級”國際航班起飛要求，無需中轉加油便可以直飛歐洲。擴建后，機場機位由原來的31個增加為50個，能滿足年旅客吞吐量1500萬次的需求。值得一提的是，當時的設計方案吸收了重慶傳統(tǒng)吊腳樓風格，頗具地域特色。航站樓屋面采用三維曲面，鋼結構跨度達90米，在國內機場中首屈一指。

2006年，江北機場旅客吞吐量突破800萬人次，首次躋身全國十大機場之列。2007年，江北機場又引來重要里程碑時刻，旅客吞吐量首次突破1000萬人次。

2008年9月，重慶江北機場啟動三期擴建工程。項目總投資34.58億元，于2010年12月完工。新建T2A航站樓，新增12個機位，使江北機場的機位達到85個，停機坪總面積近72萬平方米。新建第二條跑道，長3600米、寬60米，飛行等級為4E級，可滿足除空客A380外的所有客機起降。江北機場在西部地區(qū)率先邁入兩座航站樓、兩條跑道同時運營的“雙跑道時代”。該工程以2015年為目標設計年，設計旅客吞吐能力為3000萬人次。

2011年，國家民航局和重慶市人民政府聯(lián)合批復了江北國際機場目前施行的總體規(guī)劃，確定機場設計容量為旅客吞吐量7000萬人次/年、貨郵吞吐量300萬噸/年，規(guī)劃三座航站樓（T1、T2、T3等約100萬平方米）、四條跑道（兩組近距離跑道）。

T3A效果圖