Lo stadio ha ospitato diverse partite di calcio internazionali, in particolare durante la Coppa del Mondo del 1934, le Olimpiadi del 1960, il campionato europeo del 1968, e la Coppa del Mondo del 1990, in vista della quale, alla fine degli anni ottanta, fu ristrutturato tramite abbassamento del terreno di gioco ed eliminazione della pista di atletica. Oltre al calcio, l'impianto è stato utilizzato per altri sport, come il baseball, il pugilato, l'atletica leggera, il ciclismo e il rugby, fungendo da arrivo per alcune tappe del Giro d'Italia; lo stadio fu inoltre teatro della strage dei martiri del Campo di Marte e delle visite pastorali di papa Giovanni Paolo II nel 1986 e di papa Francesco nel 2015.