L’Estadi Olímpic va ser projectat per l’arquitecte Pere Domènech i Roura, que en va iniciar la construcció el 1927 amb l’objectiu de ser seu de l’Exposició internacional del 29 i amb la pretensió d’albergar els Jocs Olímpics del 1936. L’Estadi de Montjuïc era el punt més sòlid d’aquesta candidatura.
La concessió a Barcelona de l’organització dels Jocs Olímpics de 1992 va permetre la seva remodelació, que va anar a càrrec de l’equip d’arquitectes Corretja-Milà-Margarit-Buxadé.
Només es van conservar les façanes exteriors i es va buidar íntegrament el nivell, rebaixat 11 metres (la pedra que es va extreure, pedra de Montjuïc d’excel·lent qualitat, s’aprofita per a la construcció del Temple de la Sagrada Família) i es van aixecar unes noves graderies per a un aforament total de 55.926 espectadors.
En 1989 va ser reinaugurat amb motiu de la Copa del Món d’Atletisme, i tres anys més tard va ser escenari de les cerimònies d’inauguració i clausura dels esmentats Jocs Olímpics i Paralímpics de 1992.