در روز 7 اکتبر سال 1919، شرکتی با عنوان کی ال ام در کشور هلند تاسیس شد و عنوان اولین شرکت هواپیمایی جهان را به خود اختصاص داد؛ اولین پرواز این شرکت، در روز 17 مه سال 1920 صورت گرفت.

این پرواز که 2 خبرنگار انگلیسی و تعدادی روزنامه، تنها مسافران آن بودن، مسیر بین لندن و آمستردام را با هواپیمای ایر کو دهاویلند DH۱۶ با شناسه EALU و به خلبانی جری شاو به انجام رساند.

در سال 1920 KLM مجموعا 440 مسافر و 22 تن بار جابه‌جا کرد و به این صورت پروازهای منظم شرکت از سال ۱۹۲۱ آغاز شد. پنج سال بعد، این شرکت پروازهای مختلفی را به مقصد شهرهایی چون آمستردام، روتردام، بروکسل، پاریس، لندن، برمن، کپنهاک و مالمو با هواپیماهای فوکر انجام می‌داد. این شرکت همچنین اولین شرکت هوایی بود که به مقصد فرودگاه منچستر پرواز کرد. شرکت هواپیمایی کی ای ام برای انجام پرواز های خود از هواپیماهای فکر F2&3 استفاده می کرد.

پروازهای بین قاره‌ای شرکت در سال ۱۹۲۹ با پرواز به کلونی در اندونزی آغاز شد. البته لازم به ذکر است، اولین پرواز طولانی KLM پنج سال پیش از آن به خلبانی ون در هوپ انجام شده بود.

کی ای ام در سال ۱۹۳۰ با پیشرفتی چشمگیری توانست ۱۵۱۴۳ مسافر را جابه‌جا کند. در جریان جنگ جهانی دوم تمامی پروازهای KLM به جز پروازهایی که از اقیانوس اطلس می‌گذشت متوقف شد.

اولین پرواز شرکت بر فراز اقیانوس اطلس در دسامبر سال ۱۹۳۴ به مقصد کوراکوا آغاز شد. در ۲۱ ماه مه سال ۱۹۴۶ کی ال ام پرواز منظم آمستردام به نیویورک را راه‌اندازی نمود. نخستین پرواز شرکت برفراز قطب شمال در سال ۱۹۵۸ و به مقصد ژاپن انجام گرفت.

این شرکت در مارس سال ۱۹۶۰، نخستین هواپیمای جت داگلاس را وارد ناوگان خود کرد و اولین بوئینگ ۷۴۷ در فوریه ۱۹۷۱ با ورود به ناوگان KLM عصر هواپیماهای جت غول پیکر را برای این شرکت آغاز کرد. کی ای ام در سال 1983 قراردادی با بوئینگ برای ایجاد تغییراتی در مدل 200-747 منعقد کرد که این پروژه دو سال به طول انجامید. در ژوئن سال ۱۹۸۹ نیز شرکت، اولین بوئینگ ۷۴۷-۴۰۰ خود را به نمایش گذاشت. در ژوئیه سال بعد،کی ال ام،  ۲۰ درصد از سهام شرکت هوایی شمال غربی را خریداری کرد که این موضوع سبب ایجاد اتحاد قدرتمندی بین این دو شرکت هواپیمایی گشت. در سال 1990 تعداد جابه‌جایی مسافران KLM به 16 میلیون رسید. درمارس سال ۱۹۹4 این دو شرکت راه‌اندازی کلاس تجارت جهانی را در پروازهای بین‌قاره‌ای خود اعلام کردند.

KLM در مارس و ژوئن ۲۰۰۲ اعلام کرد با خرید هواپیماهای بوئینگ و ایرباس و بازنشسته کردن هواپیماهای بوئینگ قدیمی و مک دانل داگلاس، ناوگان بین‌قاره‌ای خود را نوسازی خواهد کرد. به همین دلیل، نخستین بوئینگ ۷۷۷ در ۲۵ اکتبر ۲۰۰۳ و نخستین ایرباس ۳۳۰ در ۲۵ آگوست ۲۰۰۵ به ناوگان KLM پیوستند.

در روز 30 سپتامبر سال 2003 دو شرکت ایرفرانس و کی ال ام اعلام کردند که قصد دارند ضمن ادغام، شرکت کی ال ام ایر فرانس را تشکیل دهند که این امر در روز 5 مه 2005 به وقوع پیوست؛ ولی هر دو شرکت کماکان با نشان اختصاصی خود پرواز می‌کنند.

این شرکت پیش از ادغام با ایرفرانس جزو هواپیمایی ملی هلند به شمار می‌رفت و در زبان انگلیسی به نام

Royal Dutch KLM   شناخته می‌شد. شرکت جدید، یک شرکت فرانسوی-هلندی است که تحت قوانین کشور فرانسه قراردارد و پایگاه اصلی آن در نزدیکی فرودگاه شارل دوگل پاریس واقع است. این شرکت همچنین بزرگترین هواپیمایی اروپا از نظر حجم مسافر، میزان درآمد سالانه و مسافت طی شده به شمار می‌رود. کی ال ام ایر فرانس، یکی از اعضای اصلی کارتل هوایی «اسکای تیم» به شمار می‌رود. از دیگر اعضای این کارتل می‌توان به هواپیمایی دلتا، آئرومکزیکو، هواپیمایی کره، هواپیمایی چک، آلیتالیا، هواپیمایی نورث وست، آئروفلوت و هواپیمایی کنتیننتال اشاره کرد. دفتر مرکزی KLM اکنون در آمستلوین، در نزدیکی فرودگاه آمستردام قرار داشته و این شرکت مسافران و بارهای 90 مقصد مختلف را به طور منظم جابه‌جا می‌کند. در 61 مسیر هوایی، KLM تنها ارائه کننده سرویس بوده که به 45 درصد درخواست‌های بلیت پاسخ می‌دهد. تعداد کارمندان این شرکت به بیش از 33 هزار نفر می‌رسد و شرکت اصلی یعنی Air France - KLM در سال گذشته میلادی درآمدی در حدود 21 میلیارد یورو را از آن خود کرده است