1997年的《广州市城市快速轨道交通线网规划研究（最终报告）》，本站被确定为2号线的一座车站，并列入2号线首通段工程中。最终本站随2号线首期工程于1999年10月10日正式动工。由于越秀公园站北边附近所经过的地方为溶洞以及人工湖地区，附近亦座落有中国大酒店等建筑以及当时的广交会会场。为了不影响整条解放北路的交通，车站规划亦多次更改设计，最终分开南北两个站厅。地铁2号线越秀公园至广州火车站区间，要在有着40多年历史的旧广州体育馆地下通过。如果拆除旧体育馆，则通过此处的地铁区间就可以采取明挖法施工，大大降低