«Стадио Олимпико» был построен в 1928 году по проекту архитекторов Enrico Del Debbio и Annibale Vitellozzi. Открытие арены состоялось в 1937 году после реконструкции. Архитектором выступил Luigi Walter Moretti. В 1953 году стадион был перестроен по проекту Пьера Луиджи Нерви как главная арена летних Олимпийских игр 1960 года. На стадионе проводились ремонтные работы в 1990 и в 2008 годах.
Предыдущие названия олимпийского стадиона: Stadio dei Cipressi (1927-1953), Stadio dei Centomila (1953-1960).
Стадион принимал финальные матчи чемпионатов Европы 1968 и 1980 годов, а также финал чемпионата мира 1990 года. Четырежды (в 1977, 1984, 1996 и 2009 годах) Римский олимпийский стадион принимал финал Кубка европейских чемпионов/Лиги чемпионов УЕФА.
