Valladolid ha acogido varios eventos deportivos relevantes, habiendo sido sede de la Copa Mundial de Fútbol de 1982, del Campeonato Mundial de Gimnasia Rítmica de 1985, de la final del Campeonato de Europa de Fútbol sub-21 de 1986, de la Fase Final de la Willi Brinkmann Eurocup de baloncesto en silla de ruedas en el 2009, de la Liga Europea de voleibol, así como de importantes pruebas ciclistas (entre ellas múltiples etapas de la Vuelta Ciclista a España), campeonatos de tenis, veladas de boxeo, concursos hípicos, etc. En 2016 y 2017 se celebró la final de la Copa del Rey de Rugby en el Estadio José Zorrilla con más de 26000 espectadores en las gradas, que lo convirtió en el partido entre dos equipos españoles (El Salvador y VRAC) con más público en las gradas. En las cercanías de Valladolid también se encuentran las sedes de dos importantes concentraciones motociclistas anuales de carácter internacional: "Pingüinos" y "Motauros" (Tordesillas).