W lutym 2012 potwierdzono, że stary stadion zostanie rozebrany. Koszt budowy nowego stadionu w miejscu dotychczasowego szacowano wówczas 1 miliard funtów. W listopadzie 2012 ujawniono rendering nowego stadionu narodowego na podstawie projektu architekti Zahy Hadid. Stary stadion został rozebrany w 2015. Nowy obiekt zostanie wykorzystywany do organizowania zawodów lekkoatletyki, rugby, niektórych meczów piłki nożnej oraz ceremonii otwarcia i zamknięcia igrzysk olimpijskich i paraolimpijskich.
Ze względu na ograniczenia budżetowe japoński rząd ogłosił kilka zmian w projekcie Hadidy w maju 2015, w tym anulowanie planów budowy składanego dachu i zmianę niektórych stałych miejsc siedzących na tymczasowe.
Kilku wybitnych japońskich architektów, w tym Toyoo Itō i Fumihiko Maki, skrytykowało projekt Hadidy, przy czym Ito porównał go do żółwia, a Maki nazwał go białym słoniem. Inni krytykowali wkroczenie stadionu do zewnętrznych ogrodów Sanktuarium Meiji. Arata Isozaki skomentował, iż był „zszokowany, widząc, że dynamika obecna w oryginale odeszła” w wyniku przeprojektowania pierwotnego planu Hadidy.