体育场由雅克赫尔佐格、德梅隆、艾未未以及李兴钢等设计，由北京城建集团负责施工。
2003年12月24日开工建设，2008年3月完工，总造价22.67亿元。作为国家标志性建筑，2008年奥运会主体育场，国家体育场结构特点十分显著。体育场为特级体育建筑，大型体育场馆。主体结构设计使用年限100年，耐火等级为一级，抗震设防烈度8度，地下工程防水等级1级。
2014年4月中国当代十大建筑评审委员会从中国1000多座地标建筑中，综合年代、规模、艺术性和影响力四项指标，初评出二十个建筑。最终由此产生十大当代建筑。北京鸟巢国家体育场为初评入围建筑之一。作为北京2022年冬奥会冰上项目场馆，国家体育场改造工程将于2020年初开工。
2002年10月25日。受北京市人民政府和第二十九届奥运会组委会授权，北京市规划委员会面向全球征集2008年奥运会主体育场中国国家体育场的建筑概念设计方案。
国家体育场是第一个进入建筑设计程序的北京奥运场馆设施。据北京市规划委介绍，国家体育场建筑概念设计竞赛分为两个阶段：第一阶段为资格预审。第二阶段为正式竞赛。截止到2002年11月20日，竞赛办公室共收到44家著名设计单位提供的有效资格预审文件，经过严格的资格预审，最终确定了14家设计单位进入正式的方案竞赛，他们分别来自中国、美国、法国、意大利、德国、澳大利亚、日本、加拿大、瑞士、墨西哥等国家和地区。
2003年3月18日，最终参与竞赛的全球13家具有丰富经验的著名建筑设计公司及设计联合体，将他们理想中的中国国家体育场的壮丽构想送抵北京。13个设计方案中，境内方案2个、境外方案8个、中外合作方案3个。
在随后的方案评审中。由中国工程院院士关肇邺和荷兰建筑大师库哈斯等13名权威人士组成的评审委员会对参赛作品进行严格评审、反复比较、认真筛选，经过两轮无记名投票，选举出3个优秀方案，分别是由瑞士赫尔佐格和德梅隆韦斯特设计公司与中国建筑设计研究院组成的联合体设计完成的鸟巢方案、由中国北京市建筑设计研究院独立设计的浮空开启屋面方案、由日本株式会社佐藤综合计划与中国清华大学建筑设计研究院合作设计的天空体育场冰雪世界方案。为征求公众意见，竞赛组织单位又将全部13个设计方案在北京国际会议中心公开展出。鸟巢名列第一，表现出观众与评委在相当程度上的认同。经决策部门认真研究，鸟巢最终被确定为2008年北京奥运会主体育场中国国家体育场的最终实施方案。
