1928年6月，张作霖被炸身亡，张学良接过其父的权柄执政东北。1928年8月，张学良正式兼任东北大学校长。上任后，便亲临学校，发表演讲，表明其办学方针：“我今天所欲与诸位说的，首先是提倡体育，说起来中国的教育界，大多数不肯注意体育，所以学生多失于软弱，我很希望本校关于体育方面要特别注意，然后用健全的身体，好求精妙的学问，所以，体育是不可轻视的”。

考虑到第14届华北运动会将于次年在沈阳举行，以省城原有各体育场，规模均极狭小，恐不敷用，且东北大学又急需体育操场，张学良遂决定捐资24万元，修建一所现代化体育场。

张学良指令其秘书吴家象督办此事。建筑地址，最初曾测量小河沿公共体育场，后因地势过狭，乃改在北陵东侧东北大学北侧。据档案记载，这座体育场是由著名建筑家杨廷宝先生主持设计，由天津基泰工程公司承建的。

体育场包括400米跑道的田径场，两个篮球场，两个排球场和两个网球场。

体育场建筑面积3189平方米。东、西、北侧为看台区，呈马蹄形，可容纳3万人，由于主看台为罗马式建筑风格，所以又被称为罗马式马蹄形体育场。

体育场的看台是钢筋混凝土和砖混结构二层，东、西入口处为三层，正门主要入口是三座高大的拱形门，周边入口各门以《千字文》的头两句（即天、地、玄、黄、宇、宙、洪、荒）分别镶嵌在各门的上方，作为标记和序号，以誉体育场的气势宏大，十分典雅。看台下设有浴池、休息室、仓库等等。

1929年10月，体育场工程全部竣工。这座体育场在当时是全国第一座现代化体育场，建成后成为民国时期沈阳的标志性建筑。为了纪念张学良将军为东北体育事业所做的贡献，建国后这座体育场更名为汉卿体育场。
　　1929年5月29日第十四届华北运动会在这里举行，在这次运动会上，刘长春一举打破100米、200米和400米3个短跑项目的全国纪录，成绩分别是10秒8、22秒4和52秒4。张学良将军在这里观看了他的比赛，还给他颁发了奖品。
　　建国后，东北大学体育场成为沈阳体育学院的训练场。2007年，随着沈阳体育学院搬迁新校园，这座国家保护建筑的命运引起了众多人关注。其原因是通过置换得到这块土地使用权的房地产公司准备将汉卿体育场平移至沈阳体育学院新校区。