体育场作为2004年夏季奥运会的主体育场，承办了该届赛事中的大部分田径比赛和足球决赛。此外，2004年8月13日的开幕式和8月29日的闭幕式也都在这座体育场内举行。奥运会之外，雅典奥林匹克体育场在平时经常成为足球比赛的举办场地。希腊国家足球队以及奥林匹亚科斯、帕纳辛奈科斯和雅典AEK这三家当地主要足球俱乐部都曾在不同的赛事当中使用雅典奥林匹克体育场作为主场。其中，帕纳辛奈科斯在2005-2006和2006-2007两个赛季将奥林匹克体育场作为其所有比赛的主场，2007-2008赛季为庆祝球队建成百年又迁