Дворец спорта был построен в 1956 году по проекту архитектора Александра Власова. В том же году во Дворце спорта состоялась Новогодняя елка для детей, которая была первым музыкальным ледовым шоу в стране, и с тех пор традиционные новогодние праздники проходят здесь каждый год. Дворец является многофункциональной площадкой, которая позволяет проводить соревнования мирового уровня в различных видах спорта.
Так, в разные годы во Дворце спорта проходили матчи по теннису, боксу и мини-футболу, а также были проведены турниры различного масштаба по борьбе, фехтованию, дзюдо, боксу, спортивной и художественной гимнастике и другим.
Одна из важнейших страниц в истории Дворца спорта — проведение матчей хоккейной Суперсерии между сборными СССР и Канады. В 1972 году после визита на родину хоккея, советские хоккеисты принимали канадцев в Москве, все четыре матча прошли в Лужниках.
В 2002 году здание Дворца спорта подверглось значительной реконструкции. Была полностью отремонтирована центральная арена: появились индивидуальные пластиковые сиденья взамен старых скамеек и новая плита для заливки искусственного льда. В настоящее время Дворец арендует старейший концертный зал Москвы — Государственный центральный концертный зал «Россия».