Et af Forsvarets vigtigste anlæg er Flyvestation Karup, der ligger i den sydvestlige del af Viborg Kommune. Trods navnet er det meget andet end en flyvestation. Anlægget huser ud over enheder fra Flyvevåbnet også en bred vifte af ledelses- og planlægningsfunktioner af relevans for hele Forsvaret.
Karup blev under Besættelsen anlagt af den tyske værnemagt under navnet Fliegerhorst Grove. Fra 1940 eksproprierede tyskerne 43 ejendomme omkring Karup og Grove, hvor det flade terræn var velegnet til anlæggelse af en flyveplads. På det beslaglagte område blev en af Nordeuropas største militære flyvepladser opført. I begyndelsen var den særligt base for bombefly. Pladsen omfattede ca. 25 km græs- og betonbaner til fly og hen ved 600 bygninger til flyvepladsens mange funktioner, herunder den tre etager høje Bunker 1137, som er Danmarks største. Bunkeren blev bygget i årene 1942‑44, på et tidspunkt da det tyske luftvåben i stadig højere grad måtte forsvare de tyske byer mod allierede bombninger, og bunkeren kom til at spille en central rolle i besættelsesmagtens luftforsvar over Danmark. Samtidig blev der udstationeret stadig flere tyske jagerfly på flyvepladsen.
Ved Besættelsens ophør befandt der sig omkring 150 tyske fly i Karup. Disse blev ophugget under opsyn af de britiske styrker, samtidig med at området fik en ny anvendelse: Mellem 1945 og 1947 blev dele af flyvepladsen benyttet som lejr for op mod 22.000 tyske flygtninge. Over 2.800 flygtninge- og soldatergrave findes i området (omkring 1.500 ved Kølvrå og ca. 1.300 ved Grove).
Efter Besættelsen udbyggede det danske flyvevåben flyvestationen i flere faser. I lange perioder var det her, de kampfly, Danmark modtog fra USA, blev klargjort. Flyvestationen husede bl.a. det første danske jetdrevne kampfly, Meteor Mk. IV, og siden det svenskbyggede Drakenfly, som mange ældre danskere kender pga. dets karakteristiske deltavinge. I dag er Flyvevåbnet repræsenteret i Karup ved Helicopter Wing Karup, som består af tre afdelinger (eskadriller) med hver deres helikoptertyper. Helikopterne i Karup dækker en bred palet af opgaver fra søredning over støtte til politi og specialstyrker til troppetransport og farvandsovervågning. Flyvestationen rummer også Flyvevåbnets flyveskole.
I 1955 blev Karup hjemsted for den nyoprettede Flyvertaktisk Kommando, Flyvevåbnets øverste operative myndighed. Få år senere, i 1962, etableredes endnu et militært hovedkvarter på området, HQ BALTAP (på dansk benævnt Enhedskommandoen for den sydlige del af NATOs Nordregion). Dette NATO-hovedkvarter havde til opgave at lede og koordinere forsvaret af Danmark og Slesvig-Holsten. HQ BALTAP nedlagdes i 2004. Da der i 2014 blev oprettet en ny enhed til ledelse af Forsvaret, Værnsfælles Forsvarskommando, blev hhv. Flyver-, Hær- og Marinestaben placeret på Flyvestation Karup. Der var i betydelig grad tale om omdøbning af myndigheder, som allerede befandt sig på stedet, eksempelvis den ved samme lejlighed nedlagte Flyvertaktisk Kommando. Men der var også tale om en indflytning af Marinestaben fra Aarhus (som indtil da havde haft betegnelsen Søværnets Operative Kommando).
Med sine ca. 2.900 ha, mere end 1.000 bygninger og 88 km veje er Flyvestation Karup den absolut største flyvestation i Danmark. De militære enheder, som er placeret i Karup, skaber samtidig et meget stort antal arbejdspladser, og samlet var der i 2018 omkring 3.500 stillinger forbundet med den militære del af flyvestationen.
Ud over flyvestationen er der også store kaserner i Holstebro og Skive og dermed mange veteraner i området. En veteran har i over en måned været udsendt på mindst én international mission. Ifølge Forsvarets opgørelse var Viborg i 2018 den kommune i landet, der havde næstflest (795) veteraner, som stadig var ansat ved forsvaret. Det var kun overgået af Aalborg Kommune.
Hen ved 1.200 ha af det militære areal på Flyvestation Karup henligger i dag som hede eller landbrugsjord, både inden for og uden for det ca. 15 km lange perimeterhegn. Der er kun i begrænset omfang adgang til selve flyvestationen, mens dele af det omliggende øvelsesterræn kan besøges, ligesom Gedhusmuseet i den sydlige del af området. Museet rummer en samling af historiske genstande relateret til flyvestationen fra 1940 til i dag.
Siden 1965 er flyvepladsen også blevet anvendt til civile flyvninger. Denne del af flyvestationen bærer navnet Midtjyllands Lufthavn (tidligere Karup Lufthavn). Den betjente i 2018 ca. 135.000 civile passagerer.
