La construcción del estadio, situado en el corazón de la ciudad, comenzó en septiembre de 1938 y fue inaugurado el 27 de abril de 1940 en medio de una gran expectación. Al acto de apertura acudió el presidente Getúlio Vargas, las principales autoridades regionales y locales y un público que, según las crónicas de la época, fue de 50.000 personas.
Un día después se jugó allí el primer partido sobre el césped de 104 metros de largo por 68 metros de ancho entre Palestra Itália y Coritiba, con victoria para el equipo local por 6-2, aunque el primer gol de la historia del Pacaembú lo marcó un jugador rival: Zequinha. El primer gran evento futbolístico que albergó fue el Mundial de 1950. Allí se disputaron seis partidos, uno de ellos el empate entre Brasil y Suiza. Este Mundial culminó en Río de Janeiro con el ‘Maracanazo’ propinado por la selección uruguaya.Una década después, en 1961, recibió el nombre de Estadio Municipal Paulo Machado de Carvalho, en homenaje al periodista que integró la delegación brasileña en el Mundial de 1958.
Ese fue el primero de los tres títulos mundiales que tiene en su poder Edson Arantes do Nascimento ‘Pelé’, quien encontró en el Pacaembú una segunda casa. La presencia de Pelé, que en octubre cumplirá 80 años, en el Pacaembú era sinónimo de gol. El exdelantero del Santos marcó 115 goles en 119 partidos y levantó la copa del Campeonato Brasileño de 1961 tras anotar un triplete. Además de partidos del Santos y de la Canarinha, el estadio también fue la casa de Corinthians, en el que jugó más de 1.500 partidos; Palmeiras, donde levantó 26 títulos; y Sao Paulo, los tres grandes equipos de la capital paulista.
Con una capacidad para unas 40.000 personas y un área de 50.000 metros cuadrados, fue además el escenario de los Juegos Panamericanos de 1963 y de una multitudinaria misa oficiada en 2007 por el entonces papa Benedicto XVI. Antes, en 1994, fue declarado patrimonio histórico de la ciudad de Sao Paulo.
El Ayuntamiento siempre administró el recinto, pero en septiembre de 2019 lo concedió a la iniciativa privada en un largo proceso de licitación que la Justicia detuvo en alguna ocasión por falta de información. Finalmente, ganó la concesión el consorcio Patrimonio SP, que administrará el recinto durante los próximos 35 años y se comprometió a modernizar sus instalaciones.
Para evitar el colapso del sistema de salud pública, la Alcaldía decidió montar en el Pacaembú uno de los tres hospitales de campaña de la ciudad, con unas 200 camas para acoger a pacientes con COVID-19. El estado de Sao Paulo, el más rico y poblado de Brasil, con unos 46 millones de habitantes, es la región brasileña más afectada por el patógeno con 1.700 muertes y 20.715 casos confirmados, la mayoría de ellos concentrados en la capital paulista, según el último balance oficial. Esa es la actual batalla del Pacaembú antes de volver a vibrar con el fútbol.