Después de la crisis económica de 1929, el Presidente Arturo Alessandri Palma realiza un importante avance en las obras públicas de Chile. Gracias a dichos esfuerzos, en 1935 se inauguró finalmente por primera vez, el estadio de Chillán, en un sector denominado el Arenal de las tierras de Juan Schleyer, cuales iban a ser parte del Parque Schleyer.

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Tras el devastador terremoto de 1939, el estadio se convierte en un área de atención a los heridos, y sus alrededores, son construidos unos pabellones de emergencia, como vivienda transitoria, aunque muchos perduran hasta la actualidad.​ Las condiciones precarias en que había quedado la ciudad, habían hecho plantear al gobierno de eliminar el estadio para destinarlo a viviendas, sin embargo, la presión de los deportistas locales fue oportuno para mantener el recinto deportivo.

Tras el Terremoto de Concepción de 1960, es usado para jugar partidos amistosos, con el fin de ayudar a los damnificados. Ante el ascenso de Club Deportivo Ñublense a Segunda División de Chile en 1961, fue necesario remodelar el estadio, dado a que su cancha era de arena, así que ese mismo año, fue empastado y re-inaugurado como Estadio Municipal de Chillán y durante la década se avanza con los trabajos para arreglar la iluminación, tribunas de cemento y el entorno del estadio.​

En 1978, se le otorgaría al estadio el nombre de Nelson Oyarzún, uno de los directores técnicos más reconocidos que ha tenido Ñublense en su historia. Aquel entrenador falleció el 10 de septiembre de 1978, en el Hospital Clínico Herminda Martin, a causa de un cáncer, sin antes enviar su charla técnica desde el recinto hospitalario dando ánimos a sus jugadores a ganar a Colo-Colo, objetivo que finalmente se cumple.

El recinto fue designado como sede para la Copa Mundial Femenina de Fútbol Sub-20 de 2008.​ Para el evento, se realizó la demolición y construcción de un estadio totalmente nuevo, cambiando incluso la orientación de la cancha, de norte a sur, de manera de cumplir con los estándares de la FIFA para competiciones internacionales. El nuevo estadio tuvo una inversión de 11.016.725.458 pesos chilenos.​ La obra se inauguró el 2 de noviembre del 2008 con la presencia de la Presidenta Michelle Bachelet.​

El 27 de febrero de 2010 el recinto sufrió graves daños a raíz del gran terremoto que afectó a la zona centro sur del país. Entre los destrozos se cuenta la caída de casi la totalidad del techo que cubre la tribuna «Pacífico». Además se encontraron graves fisuras en el edificio central y algunas casetas de transmisión destruidas en parte.​

El 2012, luego del anuncio de la designación de Chile como sede de la Copa América 2015, Chillán presentó el estadio para ser subsede de este evento, pero esto fue descartado por la ANFP.

El 2012 la FIFA y la ANFP confirman al estadio como subsede de la Copa Mundial de Fútbol Sub-17 de 2015. Al ser anunciada esta noticia se estudia la ampliación del estadio a 20.000 espectadores.​

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