옛 이름은 서울운동장이었다. 서울특별시에서 소유, 관리하였다. 1925년 5월에 서울 인구 25만명을 기준으로 기공하여 1925년 10월에 준공되었다.
준공 후 우리나라 최초의 종합경기대회인 제10회 전조선경기대회가 1929년에 개최되었고, 이어 5년 뒤인 1934년에는 제15회전조선경기대회가 본격적인 종합경기대회로서 개최되었다.
그 뒤 1961년부터 6년 동안 운동장 스탠드가 축조됨과 동시에 육상 400m 정규코스가 조성되었으며, 1968년과 1973년에는 나이터시설이 신설 및 증설되었고, 이어 1975년에는 한국 육상계의 숙원이던 타탄트랙시설이 준공되었다.
각 경기장별로는 1959년에 야구장스탠드가 개설된 이래, 1962년에 외야스탠드 조성, 1966년에 나이터신설, 1975년에 본부석 지붕축조 및 본부석 확장과 잔디조성이 완료되었고, 1978년에는 외야석 확장이 이루어졌다.
정구장은 1934년에 개설된 이래, 1959년에 관람석 축조, 1975년에 본부석 신설, 1979년에 목욕실 설치가 완료되었으며, 1938년에 수영장이, 1959년에 배구장이, 1969년에 탁구장이, 그리고 1968년에는 테니스코트가 각각 개설되었다.
육상경기장 필드가 3만 7755㎡, 스탠드가 2만 3677㎡, 기타시설이 3만 4332㎡였다. 400m 트랙을 갖춘 육상경기장은 2만 3500명, 야구장은 2만 6000명, 다른 경기장도 2,000∼5,000명을 수용할 수 있는 대규모 체육시설로 각광받았다. 그러나 육상경기장은 2003년 3월부터 폐쇄되어 임시 주차장 및 풍물시장으로 사용되었다.
2007년 12월 18일 동대문야구장부터 철거를 개시하여 2008년 5월 14일 ‘굿바이 동대문운동장’ 행사를 진행하고 동대문운동장 주경기장 철거가 완료되면서 폐장되었다. 동대문운동장 부지에는 2009년 10월 27일 동대문역사문화공원이 개장하였다.