O Esquadrão Carcará tem suas origens no Centro de Treinamento de Quadrimotores (CTQ), criado em 24 de janeiro de 1951 na Base Aérea do Galeão, no Rio de Janeiro, e depois transferido para Recife, Pernambuco. O CTQ tinha a missão de formar as primeiras equipagens da Força Aérea Brasileira em aeronaves quadrimotoras, utilizando os Boeing B-17 Flying Fortress, recebidos após o final da Segunda Guerra Mundial.

O CTQ foi extinto em 25 de setembro de 1953, quando foi criado o Sexto Grupo de Aviação (6º GAv), constituído pelo Primeiro Esquadrão do Sexto Grupo de Aviação (1º/6º GAv), dedicado à Busca e Salvamento e o Segundo Esquadrão do Sexto Grupo de Aviação (2º/6º GAv), para missões de Reconhecimento Fotográfico. Em 20 de novembro de 1956, o Sexto Grupo de Aviação (6º GAv) foi unificado, funcionando assim até 12 de maio de 1969, quando foi criado o Primeiro Esquadrão do Sexto Grupo de Aviação (1º/6º GAv), o Esquadrão Carcará.

Antes disso, ao final de 1968, os Boeing B-17 Flying Fortress foram substituídos pelos Lockheed RC-130E Hercules. Em 20 de agosto de 1977, o Esquadrão Carcará passou a operar o Embraer R-95 Bandeirante. Em julho de 1987 chegaram os Gates R-35A Learjet, equipados para missões de reconhecimento fotográfico, e com isso, os Hercules foram entregues ao 1º/1º GT em dezembro desse mesmo ano, passando também ao Esquadrão Gordo a incumbência de realizar as missões de Busca e Salvamento. Mais tarde, algumas dessas aeronaves foram distribuídas entre os Esquadrões Coral e Cascavel.

Atualmente, o Primeiro Esquadrão do Sexto Grupo de Aviação está subordinado à Terceira Força Aérea (III FAe), está sediado na Base Aérea do Recife e realiza missões de Reconhecimento Fotográfico, Reconhecimento Visual e Reconhecimento Meteorológico no âmbito da FAB, mas também atua em apoio ao Exército, Marinha e órgãos governamentais que solicitam o seu trabalho.

O Embraer R-95 Bandeirante foi desativado em meados de 2011. De fabricação nacional, essa aeronave estava equipada com câmeras fotográficas de alta definição e sistemas de navegação mais precisos que os cargueiros das outras Unidades. As câmeras eram operadas através de janelas na parte inferior da aeronave, cobertas por portas acionadas eletricamente. Fotografias oblíquas eram obtidas através de janelas laterais especiais, que abriam completamente.

O Gates R-35A Learjet, atualmente fabricado pela Bombardier, tem características operacionais diferentes do Bandeirante, por ser um jato mais moderno, com equipamentos de navegação ainda mais precisos e procedimentos automatizados, mas as missões são as mesmas. O Learjet também utiliza câmeras para fotografia vertical, mas operadas através de janelas na parte inferior das laterais da aeronave e adaptadas para atuarem em maiores altitudes.

Por razões de segurança, a Força Aérea Brasileira não divulga quais os tipos, modelos e características dos equipamentos embarcados nas aeronaves do Esquadrão Carcará, mas sabe-se que no período final de operação os Bandeirantes utilizavam o Hiper-Spectral Scanner (HSS), um sensor que possibilitava o reconhecimento aéreo a qualquer hora do dia ou da noite.

No final de 2009, três Gates VU-35A Learjet foram desativados pelo GTE e entregues ao Esquadrão Carcará, sendo equipados com radares Thales DR-3000 Mk.2B para cumprirem missões de guerra eletrônica e reconhecimento. Os Learjets modificados receberam a designação R-35AM.