Historie brněnského velodromu je velmi bohatá. Za jeho vznikem v roce 1889 stál brněnský velkopodnikatel Viktor Arnold Jakob Bauer. Ten poskytl pozemky v sousedství svého firemního sídla (pozn.: dochovaný Bauerův zámeček v areálu Výstaviště) a také cukrovaru, který vlastnil a výstavbu velodromu významně finančně podpořil. Z té doby pochází pro tuto dráhu dnes už historické lidové označení „Bauerák“ či počeštěně „Baurák“, případně označení „Bauerova rampa“, které ale odkazuje na lokalitu, v níž se velodrom nachází. Cennou skutečností je fakt, že stávající velodrom dle dochovaných fotografií a dalších indicií stojí od samého vzniku na stejném místě a během různých úprav a modernizací se nepohnul ani o centimetr. Lze tak říci, že velodrom v dnešní podobě je skutečnou evolucí původní cyklistické dráhy a kdybychom odkryli svrchní vrstvy betonového povrchu, ovane nás prach, který v dobách minulých vířili samotní průkopníci cyklistiky v Rakousku – Uhersku
Původně byla dráha jen mírně klopená a povrch tvořila udusaná hlína. S vylepšováním jízdního kola a přechodem z vysokých kol na nízká dosahovali jezdci na moderních strojích vyšších rychlostí. Pro zachování jejich bezpečnosti se muselo přistoupit k úpravě sklonu zatáček. Prašný hliněný povrch setrval až do roku 1951, kdy byl nahrazen asfaltem. Již tehdy se uvažovalo o použití betonu. Ten byl však v poválečné době potřeba na jiných strategičtějších stavbách, proto se od něj protentokrát upustilo. Z té doby také pochází první dochované zápisy o oficiálním přeměření dráhy, která tehdy měla 411, 942 metru. Asfalt vydržel pouhých šest let, jelikož byl shledán příliš pomalým a se svou hrubou strukturou také nebezpečným při pádech. Bezpečnosti nepřidala ani měknoucí struktura při dlouhodobém vystavení slunečnímu záření.
V roce 1957 se dráha dle výpočtů Ing. Karla Cibuly znovu přestavovala. Zkrátila se dle měření činovníků UCI na 410,18 metru, rozšířila se na 6,5 metru, klopení v zatáčce dosahovalo hodnoty 27,5 stupně a na rovině byl sklon necelých 3,5 stupně. Tou asi nejpodstatnější změnou byl však nový betonový povrch, který tvoří povrch dráhy i v současnosti.
Od konce 50. let 20. století nastala asi nejvýznamnější evoluce, která vyvrcholila organizačně velmi zdařilým mistrovstvím světa 1969. Dráhová cyklistika se v té době setkala s obrovským zájmem veřejnosti. Rostla odvaha s budováním dráhy a dalšího zázemí, které bylo pro pořádání významných sportovních akcí potřeba. V té době se v několika etapách výstavby vybudovalo sportoviště a zázemí v podobě, jak jej známe dnes. Zajímavostí je, že o samotném přistřešení dráhy se rozhodlo prakticky pouhý rok před konáním mistrovství světa. Za dynamickým rozvojem areálu stála zejména Tělovýchovná jednota Favorit Brno, která vznikla v roce 1957 spojením sedmi brněnských oddílů. Prakticky ihned se stala hlavním hybatelem změn.
Mezi roky 1957 a 1962 bylo kromě nové betonové dráhy vystavěno také nasypané hlediště, prkenná bariéra s betonovými sloupky a obrubníkem mezi hledištěm a dráhou, provizorní obvodová komunikace na vnější straně svahu hlediště, uvnitř areálu betonový parket 30 x 20 metru sloužící pro kolovou a krasojízdu, 10 boxů pro závodníky a rozhlasová a kontrolní věž. Dle návrhu významného brněnského architekta Jaroslava Ledviny vznikla na východní straně areálu první budova šaten, před kterou se na počátku 60. let přesunula z protilehlé rovinky startovní čára. Dle Ledvinova návrhu se postavila také budova pro uchování jízdních kol a budova pokladen. Instalovalo se první ozvučení stadionu a také se zmodernizovalo osvětlení. Vysoké sloupy v hledišti byly nahrazeny vhodnějším řešením se stožáry s dvouramennými výložníky s převisem nad samotnou jízdní dráhu.
V další etapě mezi roky 1963 a 1965 se vybudoval bezpečnostní podchod pod dráhou od šaten a v západní straně areálu údržbářská dílna. Rozšířila se původní budova šaten a také vznikla nadstavba 1. patra této budovy, ve které byly umístěny účtárna, sekretariát a ředitelna, společenská místnost pro 150 osob, 2 klubovny, sociální zařízení, 4 telefonní budky, místní rohlas, skladiště atd. Byly postaveny také garáže pro 12 vodicích motocyklů pro tolik oblíbené závody za motorovými vodiči.
Brno bude hostit mistrovství světa
V srpnu roku 1967 bylo Brnu přiděleno pořádání Mistrovství světa 1969. Pro tuto významnou mezinárodní událost, která do té doby neměla po organizační stránce v rámci republiky moc srovnání, bylo potřeba dráhu a zázemí upravit. Do této doby spadá poslední velká fáze rozvoje stadionu. Architektonickou podobu areálu má na svědomí Mojmír Korvas.
Samotná dráha se znovu dle projektu Ing. Cibuly rozšířila na konečných 7,4 metru, klopení v zatáčce se upravilo na 34 stupňů (ačkoliv dle dochované dokumentace Cibulových propočtů bylo projektováno pouze 32 stupňů), na rovinkách pak dosahoval sklon necelých 8 stupňů. Zkrátila se také z tehdejších cca 411 m na rovných 400 m. Všechny tyto základní parametry přetrvaly až do dnešní doby.
Na travnaté ploše uvnitř zatáček bylo vybudováno zázemí pro sportovce. Podoba jednotlivých šestiúhelníkových kójí se inspirovala řešením, které bylo použito na olympijských hrách v Římě 1960. Obě tyto plochy jsou posazeny metr pod úroveň okolního terénu, aby sportovci nerušili divákům výhled na protilehlou rovinku a do zatáček. Traduje se však, že hlavním důvodem tohoto zapuštění bylo zamezit případným snahám o vybudování fotbalového hřiště uvnitř dráhy. Vystavěl se také druhý podjezd pod dráhou pro motorové vodiče na západní straně. V této etapě se postavila rovněž tělocvična.