Vor dem Bau des Stade Orange Vélodrome war das offizielle Stadion von Olympique Marseille das Stade de l'Huveaune. In den 1920er Jahren, nach den Olympischen Spielen in Paris, hatte die Stadt Marseille das Ziel, ihre Sportinfrastruktur auszubauen. Im Vorfeld der Fußballweltmeisterschaft 1938 wurde ein Projekt für ein Olympiastadion und einen Sportpalast auf den Tisch gelegt.
Letztendlich wird nur das Stadion gebaut, da nicht genügend finanzielle Mittel zur Verfügung stehen: Der Grundstein wird am 28. April 1935 gelegt. Die Bauarbeiten dauerten über zwei Jahre und das Stade Vélodrome wurde am 13. Juni 1937 anlässlich eines großen Sporttages mit einem Leichtathletik-Meeting, einem Radrennen und dem Fußballspiel OM gegen Torino eingeweiht.