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Das Stadion wurde am 27. Mai 1928 als Städtisches Stadion im Lößnitztal am Fuße des Zeller Berges eröffnet und war Austragungsstätte für verschiedenste Sportarten. In der Nachkriegszeit konnte das Stadion nur sehr eingeschränkt genutzt werden, da Einheiten der Roten Armee es zur Ausbildung und für Wettkämpfe verwendeten. Ab 1949 war die SDAG Wismut, mittlerweile größter Arbeitgeber der Region, Trägerbetrieb der Anlage.
1950 entstand an der Stelle des alten Stadions, welches den gestiegenen Anforderungen nicht mehr gewachsen war, in nur viermonatiger Bauzeit eine neue Arena. Das Otto-Grotewohl-Stadion wurde am 20. August 1950 im Beisein des namensgebenden DDR-Ministerpräsidenten Otto Grotewohl mit einem Freundschaftsspiel gegen Waggonbau Dessau (3:3) eingeweiht. Das Stadion hatte 22.000 Sitzplätze sowie Wettkampfstätten für Leichtathleten, Schwimmer und Ballsportler. 1958, als das Stadion die Heimstätte des damals sehr erfolgreichen SC Wismut Karl-Marx-Stadt war, erfolgten weitere Umbauten, mit denen unter anderem die Kapazität auf 25.000 Zuschauer erhöht wurde.
Von 1986 bis 1992 wurde das Stadion umfassend instandgesetzt und modernisiert, dass es nun auch internationalen Ansprüchen gerecht wurde. Am 13. Oktober 1989 erfolgte im Oberliga-Spiel gegen den 1. FC Magdeburg (0:0) vor 26.000 Zuschauern die Premiere der neuen Flutlichtanlage.
Im Oktober 1991 übereignete die Treuhandanstalt das Stadiongelände, das bis dahin Eigentum der SDAG Wismut war, dem damaligen Landkreis Aue. Am 26. November 1991 erfolgte die Umbenennung in Erzgebirgsstadion. 2004 erfolgten weitere Verbesserungsarbeiten. Die Laufbahn wurde in den Vereinsfarben gefärbt sowie eine Rasenheizung installiert. Weiterhin wurde eine aus dem Parkstadion des FC Schalke 04 übernommene Videowand errichtet. Die Gegengerade des Stadions wurde während der Sommerpause 2010 umgebaut und überdacht. Das Fassungsvermögen beträgt aktuell 15.690 Zuschauer, davon 9.390 Sitz- und 6.300 Stehplätze. Die Sitzplätze sind alle überdacht.