El 27 de Octubre de 1944 posterior a la bendición y puesta de la piedra fundamental comienzan las obras para la creación del Estadio Nuevo Chamartín; inaugurado en 1947 con un partido entre el Real Madrid y el equipo luso Os Belenenses.
En 1955 se aprobó adoptar el nombre actual en homenaje a su promotor y, en su día, presidente del Real Madrid.
Por aquel entonces el estadio tenía una capacidad para 75.145 espectadores. La iluminación fue inaugurada el 14 de setiembre de 1969, siendo la más potente del mundo en aquel entonces.
Bajo la presidencia de Ramón Mendoza, se realizó una nueva transformación en el Estadio Santiago Bernabeu, se creo un tercer anfiteatro en el lateral oeste y de esta forma se crearon más de 20.000 localidades, aumentando su capacidad a 110.000 espectadores.
Las obras comenzaron el 7 de febrero de 1992 y finalizaron el 4 de mayo de 1994.
A lo largo de su historia, el estadio ha conocido varias obras de mejora y ampliación, que han permitido, entre otros aspectos, alcanzar los 80.354 espectadores actuales, todas ellas en asiento, y mejorar tanto la comodidad del espectador como la seguridad del recinto.