Fue diseñado por Kenzo Tange y construido entre 1961 y 1964 para albergar las competiciones de natación y saltos en las Juegos Olímpicos de Tokio 1964.

Un anexo separado se usó para la competición de baloncesto.

[2]​ El estadio tiene una capacidad de 13291 espectadores (9079 de pie, 4124 asientos y 88 asientos "royal box") y en la actualidad se usa principalmente para hockey sobre hielo, fútbol sala y baloncesto.

Las imágenes del estadio aparecen frecuentemente al final de las emisiones de NHK Newsline porque los estudios de NHK World están al lado del estadio, a lo largo del borde del Parque Yoyogi.

La estrella del pop Ayumi Hamasaki ha celebrado sus conciertos "Cuenta Atrás para el Año Nuevo" aquí consecutivamente desde 2000.