Wstępna koncepcja budowy nowego obiektu sportowego w Warszawie pojawiła się na początku lat 50. XX wieku. W 1953 r. Stowarzyszenie Architektów Polskich zorganizowało konkurs architektoniczny na stadion olimpijski dla stolicy. Wygrał go zespół architektów: Jerzy Hryniewiecki, Zbigniew Ihnatowicz i Jerzy Sołtan. W czerwcu 1954 podjęto decyzję o powierzeniu Warszawie organizacji V Światowego Festiwalu Młodzieży i Studentów w 1955, co znacznie przyspieszyło prace (Stadion X-lecia miał stać się bowiem główną areną imprezy). Roboty budowlane rozpoczęły się w sierpniu 1954. Na zmiany w projekcie w nurcie socrealizmu nie zgadzali się Jerzy Sołtan i Zbigniew Ihnatowicz, którzy na znak protestu odeszli z zespołu. Ich projekt został ostatecznie wykorzystany w projekcie budowlanym przez nowy zespół Jerzego Hryniewieckiego, który zatrudnił m.in. Marka Leykama i Czesława Rajewskiego. Do usypania korony obiektu wraz z wałem pod przyszłe trybuny użyto gruzu ze zniszczonej w czasie wojny zabudowy Warszawy.