Projekt thumb|left|250px|Stadion podczas budowy, wrzesień 2007 W 2002 r. zgłosili się architekci z całego świata, gotowi do zaprojektowania stadionu. Za najlepszy uznano pomysł szwajcarskiej pracowni Herzog & de Meuron. Projekt został zrealizowany przy współpracy z ArupSport oraz China Architecture Design & Research Group. Konsultantem artystycznym był chiński artysta Ai Weiwei. Ai Weiwei, współprojektant stadionu, zbojktował zorganizowaną na nim ceremonię otwarcia Igrzysk w proteście przeciw panującym w Chinach autokracji oraz braku wolności Ai Weiwei, Why I'll stay away from the opening ceremony of the Olympics, oświadczenie opublikowane na łamach brytyjskiego dziennika Guardian dn. 7 sierpnia 2008 r., dostęp: 5 lipca 2010 r..
Stadion składa się z dwóch niezależnych konstrukcji, oddalonych od siebie o 15 metrów: czerwonej betonowej misy z zamocowanymi trybunami i zewnętrznej stalowej ramy wokół niej. Próbując ukryć stalowe podpory składanego dachu, wymaganego w procesie przetargu, zespół opracował „nie odstającą od konstrukcji dodatkową stal”, aby połączyć podpory z resztą stadionu. Po zawaleniu się dachu na lotnisku Charles de Gaulle, Pekin dokonał przeglądu wszystkich głównych projektów. Z projektu postanowiono usunąć rozsuwany dach, pierwotną inspirację dla projektu gniazda, a także 9000 siedzeń.