東京体育館
東京都体育館時代にフジテレビ系列で放送されたスポーツバラエティ特別番組『オールスター紅白大運動会』の収録も、一部の回を除いてここで行われていた。
コンサートやそれに類するイベントでは日本武道館や代々木体育館・横浜アリーナなど首都圏での同規模の会場と比べると、あまり使用されない。開催されたものとしては下記のものがある。
ヘルベルト・フォン・カラヤン指揮 ベルリン・フィルハーモニー管弦楽団 - 1957年11月22日(初来日時)
ピンク・フロイド - 1972年3月6日・7日
沢田研二 - ヘイ!ジュリー ロックンロール・サーカス 1974年12月2日
レインボー (バンド) - 1976年12月2日(初来日時)
ポルノグラフィティ - 2002年から2004年までの3年間、毎年カウントダウンライブを行っていた
松田聖子
AAA
ソナーポケット
東京都体育館時代の1970年、テニスの第1回「ザ・マスターズ(現・ATPワールドツアー・ファイナル)」が開催された。
1990年、NBA開幕戦フェニックス・サンズVSユタ・ジャズが開催され、北米4大プロスポーツリーグ史上初となる北米大陸外での公式戦となった。
2007年3月、世界フィギュアスケート選手権が当会場で開催された。
2007年11月、バレーボールワールドカップのメイン会場が初めて当会場に決定された(国立代々木第一体育館・1964年東京オリンピックプール)がアスベスト除去工事で使用不能となっていたため)。
2019年10月16 - 20日、車いすラグビーの国際大会「車いすラグビーワールドチャレンジ2019」(日本障がい者スポーツ協会、日本車いすラグビー連盟主催)が開催された。世界上位8ヵ国(日本、イギリス、フランス、ブラジル、オーストラリア、アメリカ、カナダ、ニュージーランド)が出場した。