L'Amministrazione Civica, per abbreviare il più possibile i tempi di costruzione, bandì un appalto-concorso, dividendo poi i lavori fra tre imprese: lo Stadio (tribune, gradinate e locali interni) fu affidato alla Ditta Saverio Parisi di Roma (su progetto dell'arch. Fagnoni e degli ingg. Bianchini e Ortensi); il campo da atletica, la Torre di Maratona e le biglietterie all'impresa ing. Vannacci e Lucherini (progetto dell'arch. Del Giudice, del prof. Colonnetti e dell'ing. Vannacci); la piscina coperta alla Società AN. Imprese Edili Ing. E. Faletti (progetto dell'arch. Bonicelli e dell'ing. Villanova).
L'impresa dell'ing. Guido De Bernardi si occupò infine della preparazione dei campi e delle piste.
I lavori iniziarono negli ultimi giorni del settembre 1932 e l'opera venne inaugurata il 14 maggio 1933 dal Segretario del Partito Achille Starace in occasione dell'inizio dei Littoriali.
Nel progetto originario lo stadio era formato da un vasto anello elissoidico, il cui maggior perimetro era di circa 640 m. La base era costituita da una banchina di granito bianco, sulla quale poggiava lo zoccolo in intonaco rosso; dello stesso materiale erano formati i piani a 45° che delimitavano tre strisce vetrate per l'illuminazione dei locali interni, coronate da un parapetto bianco. Sopra questo si affacciavano ampi finestroni limitati da pilastri in cemento che sorreggevano lo sbalzo terminale, sporgente per oltre tre metri con un'inclinazione di 45°.
Gli accessi all'interno erano praticati attraverso 27 aperture, la principale delle quali conduceva alla tribuna d'onore, dotata di copertura dalle intemperie. Il parterre era in parte coperto dalle gradinate che vi aggettano a sbalzo, ed era leggermente rialzato nella parte più distante dal campo.Il terreno di gioco misurava 70x105 m. Attorno vi erano la pista di atletica a sei corsie, le fosse per il getto del peso e il lancio del disco, le piste per il salto in lungo e quello in alto. Inizialmente le curve della pista di atletica erano state progettate a tre centri, ma dopo le proteste del dirigente nazionale Massimo Cartasegna (che aveva partecipato da atleta alle Olimpiadi del 1908) vennero riprogettate a un solo centro: come risultato finale, però, la pista ebbe una lunghezza anomala di 446,38 metri.

Dopo gli eventi inaugurali, nel 1934 ospitò alcuni incontri del Mondiale svoltosi in Italia.
Dalla stagione 1934-35 iniziò ad ospitare le partite del campionato di calcio: per i primi anni, soltanto quelle della Juventus, in quanto all'epoca il Torino giocava nello Stadio Filadelfia, di sua proprietà. Dalla fine degli anni Cinquanta, quando anche i granata abbandonarono il vecchio impianto, ha ospitato le gare interne di entrambe le squadre torinesi, fino al campionato 1989/90, quando l'impianto venne a sua volta abbandonato per lo Stadio delle Alpi, costruito per i Mondiali di Italia '90.
In questo stadio la Juventus ha festeggiato tra il 1934 e il 1986 ben 16 titoli di campione d'Italia, compreso l'ultimo del quinquennio 1931-35, uno il Torino, nel 1976.
Dal 1938 alla fine degli anni Cinquanta lo stadio ospitò anche la sede provvisoria del Museo dell'Automobile (inaugurato nel 1939), fino al trasferimento in corso Unità d'Italia.
Nello Stadio Comunale l'11 maggio 1947 si disputò una gara della nazionale italiana di calcio tuttora negli annali sportivi per aver visto in campo in azzurro il maggior numero di giocatori provenienti dalla stessa squadra: in Italia-Ungheria, terminata 3-2 (con due reti di Gabetto e una di Loik), ben 10 giocatori su 11 appartenevano al "Grande Torino", e il solo Sentimenti IV in porta apparteneva alla Juventus - e tutti, quindi, giocavano praticamente in casa.
Nel 1959 e nel 1970 ospitò le Universiadi.
Lo Stadio Comunale era anche la sede di manifestazioni extrasportive, come i concerti: tra gli altri, quelli dei Rolling Stones, dei Police e di Madonna.Dopo la costruzione dello Stadio delle Alpi venne usato sempre di meno, sino ad essere destinato unicamente ad ospitare gli allenamenti della Juventus e (dal 2004) del Torino.

Pur essendo stata fisicamente eliminata la pista d'atletica (al suo posto vi sarà un tappeto erboso), la distanza tra gli spalti e il terreno di gioco non è cambiata (provocando delusione tra i tifosi, che avrebbero preferito avere gli spalti a ridosso del campo come in uno stadio "all'inglese"). Tuttavia in sede di ristrutturazione è stato costruito un nuovo parterre, che avvicinerà di qualche metro gli spettatori delle prime gradinate. È tuttavia allo studio un progetto che - abbassando il terreno di gioco di qualche metro - consentirebbe di aggiungere un quarto ordine di gradinate, in modo da aumentare la capienza ad oltre 31.500 spettatori, permettendo anche di avvicinare allo stesso gli spettatori delle prime file. A partire dalla stagione 2006-2007 lo stadio è tornato ad ospitare le partite di calcio: inizialmente sia quelle del Torino sia quelle della Juventus, poi, quando sarà completata la ristrutturazione dello Stadio delle Alpi, soltanto quelle dei granata.