长方形的室内运动馆，四面的观众席共有5630个座位，左右两翼设有两层的举重室、乒乓球室、羽毛球室、拳击室、击剑室等。北面有运动员休息室、更衣室、浴室和洗手间。后座为练习馆。1957年10月2日体育馆揭幕，当日进行了穗港澳乒乓球赛，当时还是港方球员的容国团有出席。不少广东本土体育健将如乒乓球世界冠军梁丽珍，羽毛球世界冠军侯加昌、庾耀东、关渭贞，体操世界冠军许志强，技巧世界冠军黎少文，举重世界纪录创造者陈满林、陈伟强等，均曾在广州体育馆训练或比赛过。除体育赛事，旧广州体育馆承办过起各类演唱会，崔健、陈慧