Khi Sân vận động Nagai khánh thành lần đầu tiên vào năm 1964, sân chỉ có sức chứa 23.000 người. Sự kiện đầu tiên được diễn ra ở sân là một trận đấu bóng đá trong khuôn khổ Thế vận hội Mùa hè 1964. Sức chứa của sân vận động đã được mở rộng lên 50.000 chỗ ngồi vào năm 1996 để sử dụng cho Đại hội Thể thao Quốc gia Nhật Bản lần thứ 52 vào năm 1997.

Sân vận động đã tổ chức ba trận đấu trong Giải vô địch bóng đá thế giới 2002.

Sân vận động Nagai còn là nơi diễn ra nhiều sự kiện thể thao khác như: sân đã tổ chức các môn thi đấu điền kinh tại Đại hội Thể thao Đông Á 2001 và Giải vô địch điền kinh thế giới 2007. Đây cũng là địa điểm tổ chức đại hội điền kinh Osaka Grand Prix hàng năm diễn ra vào tháng 5 hàng năm từ năm 1996 đến năm 2010, và một lần nữa kể từ năm 2018. Ngoài ra, sân vận động là điểm xuất phát và đích của Giải marathon nữ quốc tế Osaka, được tổ chức vào cuối tháng 1 - đầu tháng 2 hàng năm.[1]