1936年8月1日德國宣告柏林奧運會正式開幕，並由運動員弗里茨‧希爾根點燃聖火。是屆奧運首次舉行聖火接力傳遞，由希臘奧林匹亞，經保加利亞、南斯拉夫、匈牙利、捷克斯洛伐克、奧地利等國，傳到終點德國柏林，路線全長約三千公里。聖火傳遞的慨念由卡爾‧丁姆倡議，他是**德國政府宣傳部長約瑟夫‧戈培爾的政治顧問，專責籌辦奧運事宜。
所有比賽項目的四百萬張門票被搶購一空，是屆奧運亦首次通過電視及廣播電台轉播比賽，當局于柏林市內設置二十五台大型電視屏幕，動用二十部電台廣播車及三百支麥克風，並以二十八種語言進行電台節目的廣播。萊尼‧里芬斯塔爾于此場館為柏林奧運會拍攝記錄片《奧林匹亞》。
1945年4月蘇聯紅軍發動柏林戰役，向**德國進行攻擊，蘇軍縱火燒毀存放在奧林匹克鐘樓的第三帝國檔案，鐘樓被大火嚴重焚毀。而柏林奧林匹克體育場僅有機槍造成的輕微損壞，是少數在二戰期間保持完好的建築物。
戰後奧林匹克廣場被用作英國軍事佔領部隊的總部，英軍佔用包括帝國體育訓練學院及德國體育院等第三帝國體育機關及設施，並進行破壞。1994年以前，英軍每年都會在五月廣場舉行盛大的國慶活動，在此時期德國足球甲級聯賽賽事均會在此場館舉行，而本地球隊柏林赫塔于1963年起就以此作為主場。五月廣場亦會舉行足球、欖球及馬球比賽，森林劇場則用來舉辦傳統音樂會及電影放映會，有時亦會舉辦拳擊比賽。
英國工程師于1947年將奧林匹克鐘樓拆卸，幸然的是鐘樓于1962年依照原貌重建。曾一度被用作反攻克武器標靶的奧林匹克銅鐘于1956年完成復修，但已經無法再發出鐘聲。奧林匹克鐘樓的重建工程于1960年至1962年進行，再度由維納‧瑪赫根據建築物原貌設計及重建，新鐘樓建成後成為柏林的重要觀光景點，下層則設有介紹場館歷史的訪客中心。
1974年世界杯足球賽第一輪第一組的部分賽事于此場館舉行，為此進行了一系列的改善工程，而場館最後亦見證了西德隊在決賽贏得FIFA世界杯。1998年柏林市民為柏林奧林匹克體育場的存廢問題而掀起一場爭論，有些意見認為應該拆卸重建，有人則認為場館本身並非**黨象征而主張保留。當局最後決定保留及改建場館，國際足協亦選定此場館作為2006年世界杯足球賽的場館之一。柏林市政府將價值四千五百萬的改建及營運合約批給WALTERBAU-AG與DYWIDAG合組的財團，重建後場館將由柏林市政府、柏林赫塔及財團建立合營公司共同管理。
柏林奧林匹克體育場重建工程由德國GMP事務所設計，由德國總理施羅德于2000年7月3日主持施工儀式。工程動用了七萬立方米的混凝土及兩萬立方米的預制強化混凝土，場館原有的十二萬立方米混凝土被拆卸，三萬立方米的石塊被重新打磨。工程並新建了長逾六十八米，面積達三萬七千平方米，全面覆蓋觀眾席的天幕，並由二十條鋼制支柱支撐重達三千五百噸的屋頂結構，天幕以透光物料制造，能夠使陽光透入場館。
為使觀眾有更佳的視覺效果，球場被降低二點六五米，並利用九萬立方米的沙粒重新鋪設。重建工程亦相當重視柏林奧林匹克體育場的史跡元素，特別是復修原有的天然石材結構，奧林匹克鐘樓及馬拉松之門等主要建築被保留。場館亦改善人工照明及音響設施，加設一百一十三個貴賓席、餐廳及兩個停車場，共提供六百三十個停車格，經過批評後，場館的徑賽跑道由紅色轉刷為藍色。場館現代化及擴建工程的總成本為兩千四百萬歐元。
重建之後的柏林奧林匹克體育場可容納七萬六千名觀眾，成為德國第二大的體育場館，僅次于多蒙特的西格納伊度納公園。慶祝重建完工的典禮于2004年7月31日及8月11日舉行，前者以文藝晚會，參與的知名藝人包括妮娜及丹尼爾‧巴倫波因;後者則由柏林赫塔與外隊作友誼賽，9月8日德國國家足球隊與巴西國家足球隊在此場館進行友誼賽。
2006年世界杯足球賽期間，場館舉辦其中六場賽事，其中包括2006年6月30日德國對阿根廷的四分之一決賽，德國最終以互射點球勝出；7月9日舉行的決賽由三屆冠軍意大利對1998年冠軍法國，雙方一比一的賽果持續至加時賽階段，在下半場五分鐘，齊達內涉嫌受到對手馬特拉齊的言語挑釁，沉不住氣襲擊對方而遭紅牌出場，意大利最終以點球贏得是屆FIFA世界杯。
改建工程以加固老的體育場為開始，在1998年5月州政府結束了文物保護措施下的這個計劃有幾家大企業共同完成，他們是Gerkan，Marg的漢堡設計工作室，Krebs和Kiefer的柏林建築工作室，還有I'RW股份公司和Burkhardt教授的ibb建築工作室，他們在1998年12月共同贏得了改建權。
在2000年7月3日德國總理GerhardSchr?der，柏林市長EberhardDiepgen還有城市發展部長PeterStrieder.參與了改建工程開始的儀式。柏林奧林匹克的改建持續了四年，最終建完，2004年07月31日我們為奧林匹克足球場舉行了落成典禮和一個非常大的慶祝活動。
因為要改建完我們的「五星體育場「，所以每天大概一千個建築工人在體育場上工作，而且在建築的期間還有一百個展覽和比賽同時在舉行，建築的Walter公司保證了五萬五千個觀眾可以在改建期間觀看比賽，2001年杯賽的時候奧林匹克體育場容納了七萬三千人同時觀看比賽。