Die Airline wurde am 1. Januar 1962 als Madair gegründet. Der Flugbetrieb wurde am 14. Oktober desselben Jahres, jedoch bereits mit dem heutigen Namen Air Madagascar, aufgenommen. Die Gründer der Fluglinie waren der madagassische Staat sowie Air France. Der Betrieb der Fluggesellschaft florierte bis in die 1990er Jahre, auch eine Boeing 747 war eingesetzt.

Nach einer Krise ab dem Jahr 2000 wurde 2002 die Fluggesellschaft unter der Führung der Lufthansa-Tochter Lufthansa Consulting GmbH erfolgreich restrukturiert und in die Profitabilität zurückgeführt. Hauptbestandteile dieser Restrukturierung waren die Entschuldung der nicht mehr betriebsfähigen Gesellschaft, eine neue Flottenpolitik, sowie 2004 ein vollständiges Rebranding, bei dem auch ein neues Corporate Design sowie ein neues Logo eingeführt wurde.

Im April 2011 wurden die beiden Boeing 767-300ER der Air Madagascar auf Grund von Sicherheitsmängeln in die Liste der Betriebsuntersagungen für den Luftraum der Europäischen Union aufgenommen. Beide Maschinen wurden zwischenzeitlich ausgemustert. Die Fluggesellschaft gehört zu 89,56 % dem madagassischen Staat, 6,95 % der Anteile sind in privater Hand und Air France besitzt 3,48 %.

Die Staatsairline ist für die Instandhaltung und den Flugbetrieb des Präsidentialjets verantwortlich. Es handelt sich dabei um eine Boeing 737-300, eine Maschine, die vormals bei Lauda Air im Dienst war und dann mit einer VIP-Ausstattung umgerüstet wurde. Ende 2008 sollte ein Wechsel stattfinden und der inzwischen abgesetzte Staatspräsident Marc Ravalomanana sollte in Zukunft mit einer Boeing 737-700 fliegen. Dieser Plan war einer der Gründe des Regierungsumsturzes von 2009.

Am 19. März 2015 bestellte Air Madagascar drei ATR 72-600. Diese werden voraussichtlich 2017 ausgeliefert. Außerdem werden zwei ATR 72-600 von Elix Aviation Capital geleast von denen eine noch am selben Tag ausgeliefert wurde. Air Madagascar verfügt auf dem Flughafen Antananarivo über eine große Instandhaltungs-Division. Hier werden Wartungs-, Inspektions- und Instandsetzungsarbeiten der eigenen Flotte sowie Fremdarbeiten für Dritte durchgeführt. Air Madagascars Flugzeugtechnik ist nach PART 145 zertifiziert.

Im Jahr 2017 wurde die Auslagerung aller nationalen Verbindungen und Maschinen der Typen ATR72-500, ATR72-600 und DHC 6-300 an die 100%ige Tochtergesellschaft Tsaradia angekündigt. Sie hat im April 2018 den Betrieb aufgenommen. Von November 2017 bis Juli 2020 hielt Air Austral 49 Prozent der Anteile an Air Madagascar. Im Februar 2018 wurde ein umfangreiches Sanierungsprogramm und Neuausrichtung für die Fluggesellschaft angekündigt. Im Oktober 2021 wurde Air Madagascar, die unter Konkursverwaltung steht, mit ihrer Tochtergesellschaft Tsaradia fusioniert, um neu zu starten und zu Madagascar Airlines zu werden.