Decyzję o budowie stadionu podjęto w związku z ubieganiem się przez Sewillę o prawo organizacji Letnich Igrzysk Olimpijskich w 2004 i 2008 roku. Pierwotnie planowano, by na co dzień gospodarzami obiektu były obydwa czołowe kluby z tego miasta, jednak na skutek protestów kibiców, zarówno władze Realu Betisu, jak i Sevilli FC nie wyraziły na to zgody. Dopuściły one jedynie okresowe przenosiny na La Cartuję na czas zamknięcia ich własnych stadionów (np. z powodu remontów). Roboty budowlane rozpoczęto w 1997 r. według projektu dwóch sewilskich architektów – Antonia Cruza Villalóna i Antonia Ortiza Garcíi z biura Cruz y Ortiz Arquitectos. Inaugurację obiektu stanowił towarzyski mecz piłkarski Hiszpania – Chorwacja (3:1), rozegrany 5 maja 1999. 26 czerwca 1999 po raz pierwszy odbyło się na nim finałowe starcie Pucharu Króla (Atlético Madryt – Valencia CF 0:3). W lipcu 1999 r. był on natomiast areną lekkoatletycznych mistrzostw Hiszpanii, a miesiąc później również mistrzostw świata w lekkoatletyce. 30 czerwca 2001 po raz drugi gościł finał Pucharu Króla (Celta Vigo – Real Saragossa 1:3). 21 maja 2003 rozegrano na nim finałowy mecz Pucharu UEFA &lt;a href="Puchar%20UEFA%20%282002/2003%29"&gt;sezonu 2002/2003&lt;/a&gt;, pomiędzy FC Porto i Celtikiem Glasgow (3:2). Dwukrotnie Estadio La Cartuja było areną finałowych pojedynków tenisowego Pucharu Davisa (w 2004 r. i w 2011 r.). W 2018 r. stadion został zamknięty na skutek fatalnego stanu technicznego dachu, którego naprawę ukończono w 2020 r. W tym samym roku podpisano umowę o współpracy z Królewskim Hiszpańskim Związkiem Piłki Nożnej, na mocy której La Cartuja stała się miejscem rozgrywania czterech kolejnych finałów Pucharu Króla (2020, 2021, 2022 i 2023) oraz międzypaństwowych meczów seniorskiej reprezentacji Hiszpanii. Na przestrzeni lat obiekt stał się również siedzibą wielu firm i organizacji, a także miejscem przeprowadzania wielu imprez kulturalnych oraz muzycznych.