В конце 1950-х годов, параллельно с началом земельных работ в районе Елгозино, к проектированию нового авиационного узла приступил институт «Аэропроект», выступивший в роли генерального проектировщика.
В основу проекта легла инновационная для советской гражданской авиации концепция. Аэропорт был спроектирован с двумя параллельными взлётно-посадочными полосами, между которыми расположилась служебно-техническая территория. Такая схема позволяла достичь пропускной способности до 75 операций в час. Главным инженером проекта выступил Арнольд А. А.
Комплексная инфраструктура включала:
* развитую сеть рулёжных дорожек и мест стоянки воздушных судов;
* обширный перрон;
* производственные и вспомогательные здания;
* современные на тот момент средства управления воздушным движением, радионавигации и посадки.
Центральным элементом стал аэровокзальный комплекс. Объём здания превышал 200 тыс. куб. м при длине около 400 метров, а его пропускная способность составляла более 3000 пассажиров в час. Архитектурное решение органично интегрировало терминал с перроном, а командно-диспетчерский пункт был вынесен на 4–5 этажи и размещён на вышке самого аэровокзала.