Pensat com a substitut de l’antic Circuit de Montjuïc de Barcelona, la construcció s’anà endarrerint fins el 1986, amb l’arribada de Sebastià Salvadó a la presidència del RACC, quan el projecte va rebre l’impuls decisiu. La primera pedra fou col·locada el 24 de febrer de 1989. L’any 1991 fou inaugurat, amb el nom de Circuit de Catalunya, amb una carrera dels Campionats d’Espanya de velocitat, una setmana abans del bateig internacional, el Gran Premi d’Espanya de Fórmula 1. Des d’aquell any el circuit no ha deixat de formar part del calendari anual de la Fórmula 1. L’any 1992 acollí el primer Gran Premi puntuable per al Mundial de motociclisme, amb la celebració del Gran Premi d’Europa (prova que a partir del 1995 se celebra amb el nom de Gran Premi de Catalunya), passant a ser l’únic circuit del món on es disputen curses d’ambdós campionats de manera permanent i regular. Aquestes proves solen acollir al voltant de 100.000 espectadors en cada edició.
El circuit també és un dels més escollits pels diversos equips del Mundial de motociclisme i de Fórmula 1 per a realitzar-hi els entrenaments. Des del 1995, acull cada any les 24 Hores Motociclistes i de cotxes, i nombroses proves d’altres campionats internacionals i estatals com les World Series by Renault, el Campionat d’Espanya de velocitat o el Campionat de Catalunya de motociclisme. També s’hi duen a terme tests de caràcter industrial i comercial de diverses marques del món del motor. Acull també altres activitats, com una escola de conducció o la de pilotatge. El circuit fou subseu dels Jocs Olímpics de Barcelona (1992), durant els quals s’hi disputaren proves de ciclisme en ruta.
La longitud del circuit és de 4.727 m, 2.800 m dels quals corresponen a trams rectes, amb una recta principal de 1.047 m, i té setze revolts. Tota la instal·lació ocupa 120 ha. Des de la inauguració s’hi han realitzat tres modificacions importants. La remodelació de la tribuna de la zona de boxs de l’any 2002 en doblà la capacitat, passant a tenir 10.000 seients. El 2006 i el 2007 també fou remodelat amb la finalitat de reduir el revolt de l’estadi, instal·lar un nou sistema per a absorbir els impactes i dotar de més seguretat els pilots, i es construí una xicana en els dos revolts que hi ha abans de la recta principal. L'any 2013 canvià la denominació oficial per l’actual.