Стадыён быў афіцыйна адкрыты 12 чэрвеня 1934 года. Уласнікам арэны з’яўляўся Мінскі абласны савет фізкультурна-спартыўнага таварыства «Дынама». Першапачаткова трыбуны ўмяшчалі 10 тысяч чалавек. Стадыён хутка стаў самым наведвальным спартыўным аб’ектам БССР, і неўзабаве паўстала патрэба ў павелічэнні яго ўмяшчальнасці. Таму ў 1937—1939 гадах была праведзена першая рэканструкцыя, у выніку якой колькасць месцаў для гледачоў павялічана на 12 000.
Падчас Другой сусветнай вайны стадыён быў разбураны — захаваліся толькі рэшткі трыбун. Астатнія спартыўныя збудаванні былі цалкам знішчаны. Аднаўленне стадыёна пасля вайны пачалося ў 1946 годзе. Першы футбольны матч на «Дынама» прайшоў 12 чэрвеня 1948 года, аднак будаўніцтва вялося яшчэ да 1954. Над праектам працавалі архітэктары В. Вальфензон, М. Колі, М. Паруснікаў, С. Сатунц, Е. Шаркова і М. Шміт. Пасля заканчэння будаўніцтва трыбуны спартыўнай арэны ўмяшчалі 35 тысяч гледачоў.
У 1978—1980 гадах напярэдадні ХХII летніх Алімпійскіх гульняў стадыён быў рэканструяваны спецыяльна для правядзення матчаў адборачнага футбольнага турніру Алімпіяды. Аўтары праекта — архітэктары С. Баткоўскі, М. Гаўхфельд, Л. Гельфанд, Ю. Спясіўцаў[2], скульптар В. Занковіч. Да галоўнага старту чатырохгоддзя на «Дынама» ўстаноўлены новае табло і асвятляльныя мачты, надбудаваны другі ярус трыбун (умяшчальнасць павялічана да 50 000), абсталяваны ложы для прэсы і спецыяльнае памяшканне для допінг-кантролю. У 1999 годзе на трыбунах былі ўсталяваныя пластыкавыя сядзенні, у выніку чаго колькасць месцаў для гледачоў скарацілася да 34 тысяч.
У 2012 годзе ўлады горада абвясцілі міжнародны конкурс на лепшы архітэктурны праект рэканструкцыі стадыёна. У тэндэры прымалі ўдзел спачатку венгерская кампанія «Грабаплан», а затым нямецкая кампанія GMP International GmbH. Нягледзячы на перамогу ў конкурсе нямецкай GMP, Мінскі гарадскі выканаўчы камітэт адмовіўся ад прапанаванага праекта з-за высокага кошту яго рэалізацыі.
16 мая 2014 года Прэзідэнт Беларусі Аляксандр Лукашэнка падпісаў Указ № 220 «Аб рэканструкцыі комплексу аб’ектаў стадыёна „Дынама“ ў г. Мінску». Заказчыкам было вызначана ўпраўленне капітальнага будаўніцтва Мінгарвыканкама, генеральнай праектнай арганізацыяй — прадпрыемства «Мінскпраект» (галоўны архітэктар праекта Аляксандр Елісееў[3]). Фінансаванне ажыццяўлялася за кошт сродкаў бюджэту сталіцы.
Адкрыццё спартыўнай арэны пасля рэканструкцыі адбылося 21 чэрвеня 2018 года. Ва ўрачыстай цырымоніі прынялі ўдзел Прэзідэнт Беларусі Аляксандр Лукашэнка і Прэзідэнт Міжнароднай асацыяцыі лёгкаатлетычных федэрацый. Нацыянальнаму алімпійскаму стадыёну «Дынама» прысвоены чацвёртая катэгорыя УЕФА і першы клас ад IAAF.
Матч Беларусь — Сан-Марына, верасень 2018 года
Галоўная спартыўная арэна Мінска прымае матчы з удзелам зборнай Беларусі па футболе і футбольнага клуба «Дынама» Мінск, фіналы Кубка Беларусі.
З 21 па 30 чэрвеня 2019 года на стадыёне «Дынама» праходзілі II Еўрапейскія гульні.