Lekkoatletyka We wrześniu 1989 r. odnowiony stadion gościł lekkoatletyczny Puchar Świata. Między 31 lipca i 9 sierpnia 1992 przeprowadzono na nim konkurencje lekkoatletyczne Letnich Igrzysk Olimpijskich, a następnie Letnich Igrzysk Paraolimpijskich. Od 27 lipca do 1 sierpnia 2010 stanowił arenę 20. Mistrzostw Europy w lekkoatletyce, zaś w lipcu 2012 – Mistrzostw Świata Juniorów. W 1993, 1998, 1999, 2000 i od 2008 miejsce rozgrywania międzynarodowych mityngów lekkoatletycznych (zazwyczaj w połowie lipca). W 1929 r. po raz pierwszy zorganizowano tutaj lekkoatletyczne mistrzostwa Hiszpanii, a w kolejnych latach odbywały się one tutaj w sumie kilkanaście razy.
Piłka nożna Po zakończeniu sezonu 1996/97 i jednoczesnym zamknięciu Estadio de Sarrià, na Stadion Olimpijski Montjuïc przeniósł się Espanyol Barcelona. Od sezonu 1997/98 do sezonu 2008/09 drużyna seniorska tego klubu rozgrywała na tym obiekcie wszystkie swoje mecze w roli gospodarza. W sezonie 2009/10 Espanyol przeniósł się na nowo wybudowany Estadi Cornellà-El Prat (otwarty 2 sierpnia 2009). Oprócz reprezentacji Katalonii i Hiszpanii swoje oficjalne mecze międzypaństwowe rozgrywała tutaj również kadra Andory – 9 czerwca 1999 z Francją w kwalifikacjach do Euro 2000 oraz dwukrotnie z Anglią: w eliminacjach do Euro 2008 (28 marca 2007) i MŚ 2010 (6 września 2008).