Lo stadio sorge sull'area occupata dal preesistente Stadio Nazionale, costruito nel 1911, e il bando di appalto-concorso precisava che in nessun punto la nuova costruzione avrebbe dovuto fuoriuscire dal perimetro della precedente. Tale vincolo ha impedito l'adozione di una forma totalmente a «crescent» che avrebbe permesso di concentrare il maggior numero di pubblico nella preferita zona centrale dei lati più lunghi del campo. Il secondo elemento, che ha reso complesso lo studio della costruzione, è stato la sistemazione dei vari impianti sportivi previsti. Erano richieste infatti quattro palestre e una piscina con annessa palestra, tutte dotate di spogliatoi e servizi e tali da potere funzionare in modo indipendente. L'edificio è essenzialmente composto da un anello di tribuna che circonda il campo da gioco. I settori di pubblico sono divisi in tre categorie principali: posti a sedere al coperto e scoperto, posti in piedi di curva. La struttura dello stadio è costituita da 92 telai principali collegati da nervature secondarie e dalle strutture formanti le gradinate. Ogni gradone è costituito da due elementi distinti in cemento armato prefabbricato. Lo studio della pensilina di copertura della tribuna è stato eseguito in modo da ottenere la struttura più leggera possibile. La struttura è a sbalzo poggiata in corrispondenza della metà della luce su montanti tubolari di acciaio riempiti di conglomerato. L'intiero lavoro (demolizione e nuovo impianto) è stato eseguito in 18 mesi, dal 1 luglio 1957 al 31 dicembre 1958. I lavori sono stati eseguiti dall'Impresa Ingg. Nervi & Bartoli S.p.A., Roma. (da P.L. Nervi, A. Nervi, Stadio Flaminio a Roma, «Casabella Continuità», 236, 1960)
