Se puso la primera piedra  durante el año 1935 y se inauguró oficialmente para el partido "OM - Torino" en 1937. En el Estadio Vélodrome también tenían lugar otras manifestaciones deportivas, sobre todo diez llegadas del Tour de Francia ciclista y los  campeonatos del mundo de ciclismo de pista (de ahí su nombre), así como  competiciones de atletismo, de gimnasia, boxeo y rugby. De cara al campeonato de Europa de  Fútbol en 1984, se hicieron unas  modificaciones en el estadio y la pista del Vélodrome fue despareciendo poco a poco. En esta época  aún cubre parte de las curvas Sur y Norte. Más tarde, se destruye por completo para construir las gradas.

En julio de 1992, el comité ejecutivo de la  FIFA (Federación Internacional de Fútbol Asociación) le encarga a Francia  que organice el XVIo  Mundial de  Fútbol. Una parte de los  partidos tendrá lugar en Marsella y se decide ampliar el estadio. Se  lanza un concurso de arquitectos en mayo de 1994 y al final se selecciona el proyecto del arquitecto Jean-Pierre Buffi. El 4 de diciembre de 1997, el Estadio Vélodrome recibe al " Mundo del Fútbol" con el sorteo de la  fase final del Mundial. Se trata de un acontecimiento deportivo único ya que por primera vez en la historia del Mundial el sorteo tiene lugar en  un estadio de Fútbol después de un partido de prestigio en el que se oponían un equipo europeo y una selección de jugadores "del resto del mundo". Este encuentro histórico reunió a 32 jugadores que representaban a cada país calificado para el Mundial. El 25 de febrero de 1998, el estadio está completamente terminado con la apertura  de la tribuna Norte (Allées Ray Grassi). Ese día, se organizó un partido amistoso (Francia- Noruega) antes de recibir  los siete encuentros del Mundial, entre ellos las semi-finales. Hoy día, con una capacidad de 60 000 plazas sentadas, el Vélodrome es el segundo estadio francés después del Estadio de Francia.