Le stade panathénaïque est situé sur le site d’un ancien stade grec et a accueilli pendant de nombreux siècles l’organisation de jeux de gymnastique, de jeux d’athlétisme comme nous dirions aujourd’hui. Les jeux gymniques, organisés depuis longtemps dans un lieu éloigné de la ville, ont été inclus dans le programme des fêtes panathénaïques en 566/565 av JC. Lorsque l’orateur Lycurgue prit en charge la gestion des finances de la ville d’Athènes en 338 avant J.-C., il inclut la construction d’un stade dans l’exécution des travaux publics. Le site idéal était le ravin entre la colline d’Ardittos et la colline basse opposée, à l’extérieur de l’enceinte de la ville, dans un endroit idyllique sur les rives paisibles de l’Ilissos. Le site était privé, mais le propriétaire de Dinia l’a mis à disposition pour la construction d’un stade. De grands travaux de terrassement ont transformé le ravin en un terrain de jeu présentant les caractéristiques du stade grec : forme rectangulaire avec une entrée sur un côté étroit et un siège pour les spectateurs sur la pente en terre des trois autres côtés Le stade de Lycurgue a été utilisé pour la première fois lors des Grandes Panathénées en 330/329 av. J.-C. pour les jeux gymniques.
À l’époque romaine, la ville d’Athènes n’a plus de pouvoir politique. Cependant, elle connut un nouvel essor intellectuel et artistique sous le règne d’Hadrien, entre 117 et 138 après JC. C’est à cette époque que vécut l’orateur et sophiste Hérode, fils d’Atticus, qui consacra une partie de sa grande fortune à la construction d’édifices splendides dans de nombreux sanctuaires et villes de l’Empire romain. Grâce à la générosité d’Hérode, de grands travaux ont été réalisés dans le stade de 139 à 144 après J.-C., ce qui a entraîné deux changements majeurs dans sa première forme : la transformation de la forme rectiligne d’origine en une forme semi-circulaire avec l’ajout de la section convexe, qui est une forme caractéristique des stades grecs de l’époque romaine, et la couverture de l’espace pour les spectateurs, le théâtre, avec des rangées de sièges en marbre blanc pentélique. Un passage voûté, sous le mur de soutènement orientale, menait à l’arrière du stade. Sur la piste d’athlétisme, des dalles de marbre marquaient le point de départ et d’arrivée. Les colonnes à double face hermaïques faisaient partie intégrante du terrain de jeu. L’entrée était dotée d’un propylon de style corinthien. Un pont à trois arches en marbre, sur la rivière Ilisos, permettait d’accéder facilement à la ville. Toute la zone, et en particulier la galerie située à la hauteur de la partie convexe des tribunes du stade, était décorée de statues en marbre, en bronze et même en or. Au sommet de l’Ardittos, le temple de la déesse Tyché a été construit avec une statue de culte de la déesse en ivoire. Les Athéniens étaient fiers, à juste titre, du stade panathénaïque, qui n’avait pas d’équivalent dans le monde. Au sommet de la colline, à gauche de l’entrée, le tombeau d’Hérode a dominé pendant de nombreuses années.
Avec la prédominance de la religion chrétienne et l’interdiction des événements idolâtriques et des spectacles barbares de l’époque romaine, tels que les duels sanglants et les combats de bêtes, le stade panathénaïque a perdu de sa splendeur et, au fil du temps, a pris la triste image de l’abandon, car ses marbres brillants ont été incorporés dans des bâtiments athéniens et ont alimenté les fours à chaux des environs. Les voyageurs européens ont surtout visité le site, comme en témoignent leurs récits dans lesquels ils n’omettent pas les rituels magiques pratiqués à l’intérieur du passage voûté en ruine par les jeunes Athéniennes pour trouver un bon compagnon.
L’une des premières tentatives de relance de l’idée des jeux olympiques fut les jeux sportifs organisés en 1870 et 1875 au stade panathénaïque dans le cadre des Jeux olympiques de Záppas, expositions de produits grecs financées par le bienfaiteur national Evangelos Zappas. Nous devons la réalisation de l’idée au baron français Pierre de Coubertin, grand connaisseur de la littérature grecque ancienne, organisateur du Congrès international des sports à Paris en 1894. Le président du Congrès et mandataire de l’Association panhellénique de gymnastique était Dimitrios Vikelas, qui a convaincu le Congrès d’organiser les premiers Jeux olympiques internationaux dans la capitale grecque en 1896. Le stade panathénaïque fut alors invité à accueillir les jeux internationaux et fut le point central des préparatifs de la ville pour la grande rencontre internationale. Les dépenses exorbitantes liées à sa reconstruction ont été principalement prises en charge par un autre bienfaiteur national, Georgios Averoff. La statue de marbre qui le représente, à droite de l’entrée du stade, a été réalisée par le sculpteur Georgios Vroutos.
Dès 1836, des recherches archéologiques avaient révélé des traces de l’ancien stade d’Hérode et, sur la base de ces données et des résultats des fouilles d’Ernst Ziller en 1869,l’architecte Anastasis Metaxas a élaboré un plan pour sa reconstruction. La reconstruction du stade en marbre pentélique se distingue par sa fidélité, dans une large mesure, au monument antique d’Hérode. Les premiers Jeux olympiques internationaux ont commencé le 25 mars et se sont terminés le 3 avril, marquant un grand succès. Spyros Louis remporte le marathon, l’épreuve la plus populaire. Dans le stade panathénaïque, l’hymne olympique est joué pour la première fois, sur des paroles de Kostis Palamas et une musique de Spyros Samaras.
Tout au long du siècle dernier, le stade panathénaïque a accueilli diverses manifestations, des jeux panhelléniques et internationaux. Aux Jeux olympiques d’Athènes en 2004, il a de nouveau vécu des moments d’agonie et d’excitation dans le tir à l’arc et à l’arrivée du marathon. Créé par les Athéniens, le stade panathénaïque, comme son nom l’indique, est destiné depuis l’Antiquité à accueillir la noble rivalité du corps et de l’esprit.