Tiền thân của sân vận động Ninh Bình là sân vận động Tràng An cũ. Năm 2003, do sân là một trong những sân vận động tại Việt Nam được chọn là sân dự bị cho Đại hội Thể thao Đông Nam Á 2003 nên mặt sân đã được tu sửa, hệ thống đèn chiếu sáng được nâng cấp. Sau đó, sân được giao cho Sở Thể dục Thể thao Ninh Bình (cũ) quản lý sử dụng từ năm 2003 đến 2007. Đến năm 2009, UBND tỉnh Ninh Bình giao sân cho CLB Bóng đá Xi măng The Vissai Ninh Bình quản lý, sử dụng và làm sân thi đấu chính thức của CLB này tại Giải bóng đá vô địch quốc gia Việt Nam (V.League).