Utvecklare Extreme sade В-55m systemet för Peak Parkway plats skulle också ge en is rink, andra fritidsanläggningar och bostäder.
Platsen har bekräftats som North East Lincolnshire Councils föredragna plats för stadion.
En oppositionsledamot sade att utvecklingen är för stor och på fel område.
Ian Barfield, liberaldemokrat, sade: " Det får bara mitt hjärta att sjunka.
"Det handlar inte om att staden inte behöver ekonomisk utveckling. Det behöver bara inte det på vad som ska vara ett område av grön yta som delar staden. "
Läs mer om detta och andra berättelser från hela East Yorkshire och Humber
Extreme Leisure sa att ett antal samråd kommer att hållas innan någon planering ansökan lämnas in.
Alistair Gosling, företagets ordförande, sade: "Detta kommer att ge inkommande investeringar, lokal sysselsättning och bättre faciliteter för lokalbefolkningen och besökare i North East Lincolnshire."
Omkring 320 heltidsjobb skulle kunna skapas, exklusive bygg- och anläggningsarbeten, tillade han.
John Fenty, från Grimsby Town FC, sade att han var förtjust i förslagen och såg fram emot dagen "när marken var bruten".
Labourledaren för North East Lincolnshire Council sa att nyheten om affären var "mycket positiv".
Rådsledamot Ray Oxby tillade: "Vi har redan från början klargjort att där det finns potential för att offentliga tillgångar och resurser ska vara inblandade, måste vi följa en strikt och korrekt process för att se till att vi får rätt resultat för hela området."
Grimsby Town Football Club har tecknat ett avtal med en fritidsleverantör för att bygga en ny 14.000 kapacitet stadion.