1953年，中央體委與東北人民政府根據中央人民政府在各大區興建體育學院的發展計劃，成立了由東北文委、東北教育局、東北體委聯合組成的東北體育學院籌備委員會，共同籌建沈陽體育學院前身東北體育學院。籌備委員會主任和東北體育學院第一任院長由時任東北人民政府教育部部長、東北體委主任、著名教育家車向忱同志兼任。1954年9月15日，學院第一批新生入學，東北體育學院正式成立，隸屬中央體委。1956年2月24日，根據高教部的通知，學院改稱為現名。2001年6月學院劃轉地方，由中央和地方共建。建院以來，學院為國家培養了18265名各級各類體育人才。

學院目前占地24萬方米，現有教職工706人，其中教師358人，博士和在讀博士35人，碩士和在讀碩士102人，有教授31人，副教授125人。各級各類在籍學生10629人，其中全日制在校本科生5471人，研究生253人，中專生421人,留學生47人，成人教育本專科學生3277人。

學院設有6個本科系、研究生部、成人教育部和競技體校、附屬中專體校兩所體育學校；體育教育、運動訓練、民族傳統體育、社會體育、市場營銷（體育市場營銷方向）、運動人體科學、表演（體育藝術表演方向）、英語（體育英語方向）、公共事業管理（體育管理方向）、新聞學（體育新聞傳播方向）、旅游管理（體育旅游方向）等11個專業具有學士學位授予權；體育人文社會學、運動人體科學、體育訓練學3個專業具有碩士學位授予權；學校體育學為國家體育總局重點學科，冰雪項目為國家體育總局重點項目。學院承擔著國家體育總局自由式滑雪、U型場地單板技巧項目參加亞冬會、冬奧會比賽代表隊的組建、管理和訓練工作，承擔遼寧省拳擊、蹦床、跆拳道、棒球、短道速滑、速度滑冰等六個項目的訓練工作。
學院以冬季項目為納入國家體育運動訓練布局之中。附屬競技體校建校20多年來，堅持“亦讀亦訓，科學訓練”的辦學方針，在國內外重大比賽中取得了優異的成績，共奪得世界三大賽金牌31枚，亞運會、洲際比賽金牌25枚，全運會金牌42枚，全國比賽金牌504枚；向國家輸送優秀運動員200多人，培養國際運動健將19人，運動健將120人。在第十八屆冬奧會上，競技體校學生徐囡囡取得女子自由式滑雪空中技巧銀牌，實現了我國冬奧史雪上項目獎牌零的突破。在2004?2005年度世界杯比賽中，我院李妮娜獲得了我國女子自由式滑雪空中技巧世界杯賽歷史上的第一個總冠軍，韓曉鵬獲得男子第一個總積分第三名，實現了我國在這一項目上的歷史性突破。在2005年世界自由式滑雪空中技巧錦標賽中，李妮娜和隊友郭心心奪得了女子組的冠軍和第三名，這是我國滑雪歷史上該項目的最好成績。
學院的科研工作堅持為教學、訓練服務的方針，承擔了大量的科研項目、取得了豐碩的科技成果。改革開放以來，學院承擔和完成了省部級課題22項，省教育廳課題5項,獲得國家體育科技進步一等獎1項，二等獎2項，三等獎4項，國家奧運科技攻關服務一等獎1項，二等獎2項，獲得冬季項目科技服務先進單位。學院與合肥智能研究所共同研制開發的“運動六維測力臺”屬國內外首創，通過國家體育總局鑒定，達到了世界先進水。目前承擔國家級課題2項、省部級課題13項、省教育廳課題11項、國家體育總局運動訓練攻關服務課題15項。
學院與日本、韓國、美國、英國、澳大利亞、俄羅斯、奧地利等國家和臺灣地區共20多所院校建立了友好校際關系，廣泛開展學術交流與科研合作。學院在國內率先引進了軟式網球、自由式滑雪、木球、冰撬、單板滑雪、U型場地單板雪上技巧等運動項目。英國、美國、奧地利、俄羅斯、日本、韓國等國學生相繼來我院學習漢語和民族傳統體育，一些國外高水運動員也來我院進行短期體育交流。
學院黨的建設和建設取得了突出成績。1997年首批進入遼寧省“文明校園”行列。1999年被沈陽市政府授予“沈陽市先進單位”榮譽稱號。2002年被遼寧省教育工會授予“高校民主管理校務公開先進單位”。1999年、2000年、2002年學院黨委三次被沈陽市委科教工委評為“先進黨委”。2003年，學院被評為市科教系統宣傳工作創新獎，被沈陽市人民政府授予“普法依法治理工作先進單位”稱號，被省教育廳評為全省高校政治工作先進單位，被省委、省政府評為省精神文明創建“文明單位”。
學院劃轉地方后，學院黨委認真學習貫徹“三個代表”重要和黨的十六大精神，樹立科學發展觀，堅持解放、實事求實、與時俱進的路線，在省委、省政府的正確領導下，依托遼寧體育大省、強省的優勢，確立了“立足遼寧，服務全國”建設國內一流、世界知名的體育大學的戰略發展目標，大力實施人才強校工程和教學改革工程，整合教育資源，加強專業、學科建設，教育教學質量和綜合辦學實力明顯提高。2003年來，為突出辦學，實施國家奧運爭光計劃和全民健身服務計劃，加快我省體育教育產業持續快速健康發展，實現學院跨越式發展和戰略發展目標，學院在蘇家屯區建成一個具有舉辦高臺自由式滑雪空中技巧、單板U型場地雪上技巧比賽的設施齊全、功能完備、占地610畝的沈陽體育學院白清寨雪上運動基地。學院現正在籌建一所占地1032畝、功能完善、設施齊全、集教學、訓練、科研為一體的現代化新校區，為遼寧老工業基地振興，為中國的體育事業做出更大的貢獻。