2006年12月18日，杭州机场与“全球最佳机场”——香港国际机场，进行战略性的全面合资合作，学习借鉴国际先进机场的管理经验，由此成为中国内地首家整体对外合资的机场。

杭州机场于2006年启动了二期扩建工程。2007年11月8日，二期工程正式开工建设，新建国际航站楼、第二国内航站楼和第二跑道，工程于2012年12月30日全部建成投运。

为助力长三角世界级机场群建设，提升区域航空枢纽地位，杭州机场于2018年启动三期项目建设。机场三期项目主要包括新建设计年旅客吞吐量5000万人次的T4航站楼（总面积72万平方米）、布置于新老航站楼围合区内的陆侧交通中心工程（总面积47.4万平方米）、旅客过夜用房工程、配套业务用房工程、能源中心工程、市政工程、前期准备工程及航站楼地下空间开发工程等。

2022年9月，杭州机场三期项目一阶段正式投运，将成为华东地区仅次于浦东机场的第二大航空枢纽，同时将打造集地铁、高铁、大巴、私家车、网约车、出租车等多种交通方式为一体化的机场综合交通中心，全面提升机场保障能力，打造全新的国际化城市门户。