1985 metais pradedamas Nacionalinio stadiono projektavimas. Pirmojo stadiono projekto autorius buvo architektas Algimantas Nasvytis.
1987 metų vasario 13 dienos potvarkiu patvirtinamas stadiono Šeškinėje projektas.
1987 metais pradedami stadiono statybos darbai, iki 1991 metų sumontuoti stadiono tribūnų pamatai ir dalis tribūnų rėmų.
1993 metais stadiono statyba buvo užkonservuota.
2006 metų liepą Vyriausybė Nacionalinį stadioną su sporto kompleksu pripažino nacionalinės svarbos sporto objektu.
2007 metų vasarį po neskelbiamų derybų su pirmojo stadiono projekto rengėju ir autorinių teisių perėmėju bendrove „Viltekta“ pasirašyta stadiono projekto korektūros parengimo sutartis. Projekto korekcija atlikta už beveik 2,5 mln. eurų.
2007 metų liepą Vyriausybės nutarimu patvirtinta stadiono projekto parengimo programa, nustatyta, kad projektą vykdys Vyriausybė ir Vilniaus savivaldybė, statinio statybos valdytoja paskirta bendrovė „Viliaus kapitalinė statyba“.
2007 metų spalį po neskelbiaų derybų „Vilniaus kapitalinė statyba“ pasirašė stadiono statybų sutartį su bendrove „Veikmė“. Tuomet planuota, kad iki 2009 metų bus įrengtas 25 tūkst. nuolatinių ir 5 tūkst. papildomų žiūrovų vietų stadionas. Skaičiuota, kad pirmojos statybų etapo darbai kainuos apie 107 mln. eurų, svarstyta, kad kaina gali išaugti iki 203 mln. eurų. Vyriausybė statyboms žadėjo skirti 58 mln. eurų.
2008 metų vasario 4 dieną oficialiai pradėtos Nacionalinio stadiono statybos.
2008 metų vasario 11 dieną „Veikmė“ informavo savivaldybę, kad dėl finansavimo trūkumo stabdo statybų darbus.
2008 metų rugpjūtį stadiono statybos atnaujintos, kai Vyriausybė jam skyrė 29 mln. eurų, šiuos pinigus išleidus, 2008-ųjų pabaigoje statybos vėl sustojo.
2009 metų lapkritį Lietuvos Aukščiausiasis Teismas galutinai pareiškė, kad bendrovių „Vilniaus kapitalinė statyba“ ir „Veikmė“ sutartis dėl Nacionalinio stadiono Vilniuje statybos buvo pasirašyta neteisėtai ir yra niekinė.
2013 metų gegužė Vyriausybė priėmė protokolinį sprendimą skubos tvarka baigti nacionalinio stadionos statybas. Tuometinis vidaus reikalų ministras Dailis Alfonsas Barakauskas teigė, kad stadionas galėtų atsirasti iki 2016 metų, o tam prireiks 78 mln. eurų.
2014 metų kovą Vyriausybė nusprendė, kad Nacionalinio stadiono statyba bus įgyvendinama viešosios ir privačios partnerystės (angl. public–private partnership, PPP) būdu. Darbams nuspręsta prašyti Europos Sąjungos (ES) paramos.
2016 metų rugsėjį Vilniaus savivaldybė ir Kūno kultūros ir sporto departamentas paskelbė 73 mln eurų (be PVM) preliminarios vertės Nacionalinio stadiono koncesininko konkursą.
2016 metų gruodį „Axis Industries“ įsigijo nacionalinį stadioną stačiusią statybų bendrovę „Veikmės statyba“.
2017 metų gruodžio 8 dieną baigėsi preliminarių neįpareigojančių pasiūlymų pateikimo terminas – paraiškas dalyvauti konkurse pateikė „Axis Industries“, kartu su partneriais darbus siūlanti atlikti už 79,9 mln. eurų, taip pat 77,886 mln. eurų vertės pasiūlymą pateikė bendrovė „Vilniaus nacionalinis stadionas“ ir jos partneriai.
2018 metų sausio 31 dieną Nacionalinio stadiono koncesijos konkurso komisija nusprendė atmesti netinkamai pateiktą bendrovės „Vilniaus nacionalinis stadionas“ pasiūlymą ir toliau derybas tęsti su bendrove „Axis Industries“.
„Axis Industries“ toliau turės pateikti detalizuotą stadiono urbanistinį ir architektūrinį sprendinį, finansinės veiklos modelį ir komercinės veiklos verslo planą. Šis pasiūlymas bus vertinamas iki birželio vidurio, vėliau prasidės oficialios derybos su potencialiu stadiono statytoju. 25 metų trukmės koncesijos sutarties pasirašymas numatytas 2019 metų vasarą.
