Le stade olympique a également été utilisé par le passé par les trois principaux clubs d'Athènes : l'Olympiakos Le Pirée, lePanathinaïkós et leAEK Athènes FC. Panathinaïkós a notamment employé le stade régulièrement depuis2005 pour ses matches. Le stade est encore utilisé pour accueillir les matches européens des clubs athéniens.
Pour lesJeux olympiques d'été de 2004, le stade est complètement rénové. On lui ajoute un toit conçu parSantiago Calatrava et pesant 9 000 tonnes, décision qui est controversée en raison de son coût de 270 millions de dollars[2]. Le toit est terminé juste avant l'ouverture des Jeux, et le stade est officiellement rouvert le.
Pendant les Jeux olympiques de 2004, il est configuré pour 71 030 places, bien que seulement 56 700 sièges aient été rendus publiquement disponibles pour les événements d'athlétisme et pour la finale de football[réf. nécessaire].
Le stade est fermé en, une étude ayant montré que le toit ne répondait pas aux exigences de sécurité[2].