Dopo gli eventi inaugurali, nel 1934 lo Stadio ospita due incontri (Austria-Francia per gli ottavi di finale e Cecoslovacchia-Svizzera per i quarti) dei Campionati Mondiali di Calcio, fortemente voluti in Italia da Mussolini, e, tra il 7 e il 9 settembre, la prima edizione dei campionati europei di atletica.
Dalla stagione 1934-1935 lo Stadio inizia a ospitare le partite del campionato di calcio: in un primo tempo soltanto quelle della Juventus, poi anche quelle del Torino che, dopo avervi giocato provvisoriamente nel biennio 1958-1960, vi si trasferisce definitivamente nel 1963. Con la costruzione dello stadio Delle Alpi per i Campionati Mondiali di Calcio del 1990, l’impianto viene abbandonato dalle due società.
In questo stadio la Juventus ha vinto sedici campionati tra il 1934 e il 1986, mentre il Torino ne ha vinto uno nel 1976.