Le premier stade Sébastien Charléty a été construit en 1939. Il porte le nom d’un parisien qui s’est battu pour obtenir ce stade pour le PARIS UNIVERSITÉ CLUB (PUC), club aujourd’hui partenaire de PARIS 2018. Il a accueilli son premier grand événement sportif en septembre 1957 avec les Jeux Universitaires de Paris et des records du Monde y sont battus en 1962 sur le 2000 m par le coureur Michel Jazy et en 1980 sur le saut à la perche avec 5,77 mètres par le puciste Philippe Houvion. Ce stade est démoli en 1989.
Le nouveau stade, inauguré en 1991, s’est agrandi et est aujourd’hui un complexe multi-sports qui comprend un stade de 20 000 places pour l’athlétisme, le football et le rugby, un terrain de football annexe, la salle Charpy d’une capacité de 1 600 personnes, 6 courts de tennis en terre battue, 2 autres courts de tennis, 4 courts de squash, 1 dojo et 1 salle de musculation.
En 1999, le stade Charlety accueille la Coupe d’Europe des nations d’athlétisme. En 2002, lors de la finale du Grand Prix à Charléty, l’Américain Tim Montgomery y bat le record du Monde du 100 m en 9,78 secondes. Le meeting d’athlétisme de Paris, étape de la Golden League professionnelle mondiale, et le DecaNation y ont été organisés à plusieurs reprises.
Le Stade Charléty est aussi le lieu de résidence de la Fédération Française d’Athlétisme (FFA) et du Comité National Olympique et Sportif Français (CNOSF).