Inaugurato nel giugno del 1937 da una partita tra Marsiglia e Torino, finita 2 a 1 per i padroni di casa, il Velodrome è la storica roccaforte dell'Olympique e il secondo stadio di Francia per capienza.
L'impianto, concepito per ospitare diversi tipi di manifestazioni sportive, tra cui inizialmente c'era anche il ciclismo su pista (da cui ha preso il nome) è stato a più riprese ristrutturato fin dagli anni Settanta. Ma il primo, radicale restyling è arrivato nel 1996, in preparazione per i Mondiali del 1998. Un intervento complesso quanto controverso, in particolare per la decisione di rinunciare alla copertura per poter costruire nuove tribune e aumentare il numero di posti a sedere, peggiorando anche l'acustica.
Fin dal 2003, la città di Marsiglia, che è proprietaria del Velodrome, si è interrogata sulla possibilità di un ulteriore ammodernamento, ma si è dovuta attendere l'assegnazione alla Francia degli Europei 2016 perché le parole diventassero fatti. Oggi, dopo 4 anni di lavori, lo storico impianto ha così ottenuto un volto interamente rinnovato, con una copertura dall'avveniristica forma ondulata, la cui altezza supera i 60 metri, e una capacità aumentata da 60 mila a oltre 67.300 posti.
Non è però stata cancellata una delle caratteristiche distintive più curiose dello stadio marsigliese: le quattro tribune, dedicate ad altrettante figure celebri della storia cittadina, sportiva e non, sono architettonicamente separate l'una dall'altra, cosa che rende impossibile fare il giro dell'impianto attraverso le gradinate.