Το στάδιο στον αρχαιολογικό χώρο της Ολυμπίας στην Ελλάδα βρίσκεται στα ανατολικά του ιερού του Διός, έξω από τον ιερό περίβολο της Άλτεως. Ήταν η τοποθεσία διεξαγωγής πολλών από τα αθλητικά γεγονότα των Ολυμπιακών Αγώνων, αλλά και των γυναικείων αγώνων Ηραίων.
Το στάδιο ήταν ιερός τόπος για τους αρχαίους Έλληνες, αφού εκεί πραγματοποιούνταν αθλητικές δραστηριότητες αφιερωμένες στον Δία και βρίσκεται έξω από τον ιερό χώρο της Άλτεως στην βορειοανατολική γωνία του. Το γήπεδο του σταδίου συνδέεται με το ιερό χώρο μέσω μιας ιερής λίθινης θολωτής διόδου, μήκους 32μ., η οποία ήταν μόνο για τους επίτροπους, τους αθλητές και τους ήρωες. Η λίθινη αυτή καμαροσκεπής στοά, αναφέρεται από κάποιους ως Κρύπτη, κατασκευάσθηκε στα τέλη του 3ου αι. π.Χ..
Ο στίβος του σταδίου είχε 212,54 μέτρα (697,3 πόδια) μήκος και 28,5 μέτρα (94 πόδια) πλάτος και περιβάλλεται από χλοώδεις επιφάνειες, ενώ όλα τα καθίσματα ήταν φτιαγμένα από λάσπη. Οι δύο λίθινες βαλβίδες, που σηματοδοτούν τις αφέσεις, απέχουν μεταξύ τους 192,27 μ., δηλαδή ένα ολυμπιακό στάδιο ή 600 ολυμπιακά πόδια (1 πους=32,04 εκ.). Στη νότια πλαγιά υπήρχε μια πέτρινη εξέδρα στην οποία κάθονταν οι Ελλανοδίκες των αγώνων, ενώ απέναντι, στη βόρεια πλαγιά, ήταν ο βωμός της θεάς Δήμητρας Χαμύνης. Το γήπεδο είχε χωρητικότητα 45.000 θεατών, γι΄ αυτό θεωρούνταν ένα από τα μεγαλύτερα της εποχής του..
Η σημερινή θέση του σταδίου δεν είναι η ίδια στους πρώτους αιώνες τέλεσης των αγώνων, γιατί το γήπεδο του σταδίου ήταν αρχικά (πρίν τον 6ο αι. π.Χ.) τοποθετημένο εντός του ιερού χώρου ανατολικά του μεγάλου βωμού του Δία και κατά μήκος του ανδήρου των Θησαυρών. Οι θεατές να ήταν σε θέση να δουν τους αγώνες από τις πλαγιές του Κρονίου λόφου. Σταδιακά το στάδιο μεταφέρθηκε ανατολικά μέχρι να φτάσει στη σημερινή του θέση. Συνολικά κατασκευάστηκαν τρία στάδια:
Τα δύο πρώτα στάδια ήταν 80μ. δυτικότερα και 9 μ. νοτιότερα από το τρίτο και εβρίσκοντο εντός της ιεράς Άλτεως, ενώ το τρίτο εκτός από αυτήν.
Οι αγώνες έλαβαν χώρα μεταξύ 776 π.Χ. και 393 μ.Χ. Ελληνικοί θρύλοι υποδεικνύουν ότι οι αγώνες έλαβαν χώρα ακόμη νωρίτερα, από το 10ο έως τον 11ο αιώνα π.Χ., εποχή γνωστή ως και Εποχή του Χαλκού. Σύμφωνα με τα στοιχεία, το νωρίτερο που γνωρίζουμε ότι έλαβαν χώρα αγώνες στο στάδιο ήταν κατά την αναβίωση των εορτών προς τιμή του θεού Δία το 776 π.Χ. Οι αγώνες γίνονταν κάθε τέσσερα χρόνια στην αρχή και στη μέση του "Μεγάλου Έτους". Το Μέγα Έτος, ήταν ένας τρόπος που οι άνθρωποι στην Ελλάδα καθόριζαν τη διαφορά μεταξύ ηλιακού και σεληνιακού έτους.
Οι Ολυμπιακοί Αγώνες πιστεύεται ότι άρχισαν το έτος 776 π.Χ. Για όλες τις συμμετέχουσες πόλεις-κράτη, μια ιερή εκεχειρία καθιερώθηκε από τους τρεις βασιλιάδες, τον Ίφιτο της Ηλείας, το Λυκούργο της Σπάρτης, και τον Κλεοσθένη της Πίσας. Η εκεχειρία εξασφάλιζε ότι κανείς δεν θα είναι εχθρικός προς τον άλλο και επίσης εξασφάλιζε την αναστολή των τυχόν θανατικών καταδίκων κατά τη διάρκεια των αγώνων. Από τους καταλόγους των νικητών που έχουμε από αυτούς τους Ολυμπιακούς Αγώνες, γνωρίζουμε ότι οι Ολυμπιακοί Αγώνες τελικά έφερναν πολλούς πρωταθλητές από διάφορα μέρη του κόσμου. Πρωταθλητές προέρχονταν τόσο από τη Σικελία όσο και τη Βόρειο Αφρική.
Γύρω στο 680 π.Χ., οι νικητές των Ολυμπιακών Αγώνων προσέφεραν αγάλματα στο στάδιο των αγώνων ευχαριστώντας τους που τους επέτρεψαν να συμμετέχουν. Το 472 π.Χ., δύο ημέρες προστέθηκαν στη διάρκεια των Ολυμπιακών Αγώνων. Για τις γυναίκες, πραγματοποιούνταν άλλοι αγώνες, τα Ηραία. Αυτοί ήταν αγώνες για γυναίκες προς τιμήν της Ήρας, γυναίκας του Δία.
Οι Ολυμπιακοί αγώνες έγιναν για τελευταία φορά κατά τη διάρκεια του έτους 393 μ.Χ. Ο Ρωμαίος αυτοκράτορας Θεοδόσιος Α', απαγόρευσε κάθε είδους πράξη παγανισμού και κάθε είδους ιερής δραστηριότητας
Κατά τη διάρκεια των Ολυμπιακών Αγώνων του 2004, το στάδιο φιλοξένησε το αγώνισμα της σφαιροβολίας.
