1997年11月8日通航以来，观音国际机场先后开通了30余条航线。到2013年，观音国际机场正在运营的航线有高雄、台北、香港、重庆、北京、上海、广州、深圳、大连、昆明、成都、杭州、三亚、福州、长沙、海口、厦门等航线。每周航班量305个左右。
随着徐州及周边地区经济社会发展的需求，观音国际机场加快了口岸开放步伐。2007年12月18日，开放了临时口岸，并开通了徐州至香港客运包机航线。2008年，机场一类航空口岸被国务院批准对外开放。2010年通过了国家一类口岸验收，2011年3月28日正式开通了台湾地区航线，成为徐州及周边对外开放的重要窗口。2011年3月28日正式开通徐州至台北定期航线，2012年7月1日，徐州至泰国曼谷航线开通,2013年5月30日，徐州-首尔航线开通。2013年6月3日，徐州-高雄航线开通。
2012年，徐州观音国际机场旅客吞吐量97.5万人次，航班起降10000架次，货物吞量6000吨，同比分别增长15.2%、20.9%、21.6%，其中旅客吞吐量创机场通航以来纪录。2012年7月1日，观音国际机场开通的第一条国际航线——徐州至泰国曼谷国际航线正式开通，当年共运行25班次，运送旅客4942人次，平均客座率76.12%。同时，徐州至香港、台北航班保障有力，去年全年，徐州至香港航班共运行132班次，运送旅客26240人次。徐州至台北航班共运行299班次，运送旅客59252人次。 2013年11月22日，徐州观音国际机场年旅客吞吐量首次突破100万人次大关，标志着徐州观音国际机场正式跻身于全国“百万级”中型机场行列，实现历史性的突破，具有里程碑的意义。
从50万到100万仅用了4年时间
观音国际机场1997年11月建成通航，当年旅客吞吐量不足1万人次，到2009年才突破50万，历时12年；而从50万到100万，只用了4年时间，年增长率在20%以上，高于全国平均水平，成为江苏省发展速度最快，业务最繁忙的支线机场之一。
根据徐州观音国际机场发布的2014年旅客吞吐量报告显示，观音国际机场航班起降架次为11008个，旅客吞吐量1267548人次，同比增长13.9%，是江苏省第四个跻身机场“百万俱乐部”的成员。
观音国际机场发展步伐不断加快。先后开通了23条航线，航线网络覆盖全国各主要城市；实现了一类口岸开放，开通了香港、台北、高雄、泰国、韩国5条境外航线；完成了一期改扩建，并着手开展二期改扩建，机场服务功能和形象面貌有了新的提升；陆续在周边城市设立了8座城市候机楼，扩大了机场的辐射范围和影响力；加强机场科学化管理，完成公司化改制，奠定了机场加快发展的基础。以上诸种因素都从不同层面促进了机场客流量的快速增长。
二期扩建工程开工建设
通航之初，观音国际机场的设计能力为满足年旅客吞吐量100万人次，这在当时是超前的，经过16年快速发展，今年已经达到这个规模。为了提高机场运营保障能力，促进机场持续健康发展，观音国际机场从去年开始筹备二期改扩建，二期扩建总投资13亿元，主要工程包括新建一座34000平方米候机楼，新建一条3400×23米平行滑行道，扩建停机坪面积80000平方米。2013年，已完成工程立项，市政府牵头成立了扩建指挥部，正在进行工程可研报告编制审批，预计明年上半年可动工建设，至2016年建成投入运营，将满足机场年旅客吞量460万人次、年货邮吞吐量为5.0万吨、年航班起降架次5.2万架次的需要。
建设区域中心国际航空港
2013年，观音国际机场已确立“利用两三年时间，完成客流量200万以上”的近期奋斗目标，并规划了以2040年为目标年的远期目标。到2040年，观音国际机场将达到年旅客吞吐量2500万人次、货邮吞吐量40万吨的规模，成为淮海经济区规模最大、实力最强、最具国际竞争力的区域性中心国际航空港。
2015年4月14日，徐州观音国际机场二期扩建工程项目核定概算投资15.43亿元。“项目建设对于提高机场综合保障能力，满足机场多元化发展需要，提升淮海经济区大型国际航空港的服务功能，完善地区综合交通运输体系具有重要意义。 根据近几年机场发展情况及机场长远发展的需要，观音国际机场编制了“十二五”发展规划。预计到“十二五”末2015年，观音国际机场旅客吞吐量将达到230万人次，货物吞吐量达5万吨。观音国际机场将成为淮海经济区现代化大型干线机场和航空货运中转基地，成为淮海经济区航空客货运输区域中心。通过直飞和串飞等形式，航线覆盖所有省会城市、东部沿海主要城市和东南亚、东北亚大城市。预计在2017实现年旅客吞吐量突破350万人次。
2009年8月观音国际机场编制了总体规划，将2020年定为近期目标年，2040年定为远期目标年。
近期发展方向定位为建设成为现代化区域性大型机场，成为淮海经济区航空客货运输区域中心。
计划到2020年末，实现年客流量600万人次；实现货邮吞吐量10万吨，开通国内航线55条，国际（地区）航线15条。
到2040年，观音国际机场将达到年旅客吞吐量3000万人次、货邮吞吐量40万吨的规模。
