Η 331 Μοίρα ιδρύθηκε στις 18 Απριλίου 1988, με σκοπό την παραλαβή των νεοαποκτηθέντων αεροσκαφών Mirage 2000 EGM/BGM από την ΠΑ. Έμβλημα της Μοίρας είναι ο αρχαίος ήρωας Θησέας.
Τα πρώτα αεροσκάφη προσγειώθηκαν στην αεροπορική βάση της Τανάγρας στις 27 Απριλίου 1988 και αμέσως άρχισε η εκπαίδευση των πρώτων Ιπταμένων από Γάλλους εκπαιδευτές.
Σε σύντομο χρονικό διάστημα η Μοίρα στελεχώθηκε από έμπειρους Ιπταμένους μαχητικών αεροσκαφών, οι οποίοι επελέγησαν από διάφορες Μοίρες της ΠΑ.
Ο κύριος ρόλος της 331 Μοίρας είναι η αναχαίτιση παντός καιρού. Για το σκοπό αυτό διαθέτει στο οπλοστάσιό της βλήματα Magic II καθώς και S-530D τα οποία σε συνδυασμό με το ολοκληρωμένο σύστημα αυτοπροστασίας ICMS, καθιστούν το Mirage 2000 EGM/Mk-I το πληρέστερο αποτρεπτικό όπλο του Αιγαίου. 
Επιπλέον, την άνοιξη του 1999 προστίθεται ακόμη ένα όπλο υπεροχής, το βλήμα AM-39 EXOCET και πλέον η Μοίρα αναλαμβάνει και τον ρόλο της προσβολής στόχων επιφανείας.
Την 1η Μαρτίου 2007 η Μοίρα ξεκίνησε η προετοιμασία της παραλαβής των νέων αεροσκαφών Mirage 2000-5. Στις 3 Μαΐου του ίδιου έτους τα πρώτα Μ2000-5 ICMS Mk-III προσγειώθηκαν στην 114 ΠΜ στην Τανάγρα.
Ακολούθησε η έναρξη εκπαίδευσης των Ελλήνων Ιπταμένων από Γάλλους Ιπταμένους της FAF και της DASSAULT έτσι ώστε τον Μάιο του 2008 να πραγματοποιηθεί η επιχειρησιακή αξιολόγηση της Μοίρας. 
Η επιτυχής πορεία της Μοίρας συνεχίστηκε καθώς αναβαθμίστηκε με ακόμη πιο σύγχρονα όπλα όπως βλήματα MICA EM/IR και αλλά και το υποστρατηγικό βλήμα SCALP με το οποίο δύναται πλέον να εκτελέσει προσβολές στόχων εδάφους σε πολύ μεγάλες αποστάσεις.
Το 2009 στο πλαίσιο της ΝΑΤΟ Evaluation (FORCEVAL) η Μοίρα αξιολογήθηκε, πετυχαίνοντας βαθμολογία «Excellent» σε όλα τα πεδία.
