Au sortir de la Seconde Guerre mondiale, les pouvoirs publics doivent remédier à la pénurie de logements entraînée par les destructions des bombardements. Dès le début des années 1950, la croissance démographique exceptionnelle conduit encore davantage à la construction massive de logements et d’équipements sur tout le territoire. La commune de Bagneux est particulièrement impactée par la conjoncture en raison de sa proximité avec la capitale : dans les années 1950, la population augmente de 200 %. Dans les années 1930 déjà, répondant à l’exode rural, Bagneux accueillait la construction de l’une des premières cités d’habitations à bon marché de France, la cité du Champ des Oiseaux, conçue par Eugène Beaudouin et Marcel Lods. Après-guerre, c’est la municipalité communiste d’Albert Petit qui se lance dans la construction effrénée d’HLM, en particulier dans les quartiers nord (Pierre-Plate et rond-point des Martyrs-de-Chateaubriant) et sud (Blangis). A la fin des années 1950, de nombreux grands ensembles sont déjà sortis de terre et doivent recevoir les équipements scolaires, sociaux et sportifs adéquats. Ainsi en 1957, le quartier de la Pierre-Plate et du rond-point des Martyrs-de-Chateaubriant, qui comprend déjà 1 700 logements HLM, doit accueillir deux écoles, un gymnase et une piscine. L’architecte André Aubert est chargé de la conception du groupe scolaire Joliot-Curie (1955-1960) et Félix Madeline du groupe scolaire Henri-Wallon (1961-1964). Ce dernier, déjà en charge de la construction de près de 900 nouveaux logements dans le quartier, doit également concevoir le projet d’un gymnase pour l’école.

Madeline propose à la municipalité un gymnase comprenant des gradins et des annexes, le tout en matériaux traditionnels. Néanmoins, l’inspecteur du service départemental de la jeunesse et des sports des Hauts-de-Seine juge le projet trop onéreux et conseille aux élus de s’orienter vers un projet de type industrialisé agréé par le secrétariat d’Etat. En effet, afin de favoriser la construction industrialisée et économique d’équipements sportifs, l’Etat agrée de nombreux plans-types conçus par des architectes et des ingénieurs à destination des collectivités. En 1964 un concours est organisé entre constructeurs, présentant des avant-projets d’architectes. Parmi les lauréats se trouve la Compagnie Française du Groupe Jossermoz, avec son plan-type A de halles de sports dessiné par André Wogenscky, Louis Miquel et Georges Maurios. Après plusieurs visites dans des communes ayant mis en œuvre des gymnases sur plan-type, le maire de Bagneux et l’architecte Madeline décident en 1968 d’opter pour la halle sportive proposée par Jossermoz. Cette dernière est mise en chantier en 1969, près de la piscine construite par François Hess et Serge Magnien entre 1967 et 1969 (réhabilitée en 2014 par Dominique Coulon & Associés), et achevé en 1971, complétant ainsi l’offre sportive à la jonction des différents ensembles de logements.

Cette grande halle est construite selon une structure de portiques mixtes en acier et bois lamellé-collé, spécialité de l’entreprise Jossermoz. Ces portiques forment une courbe terminée par un auvent soutenu par des poteaux inclinés depuis la base de la façade. Cette technique permet la mise en œuvre de vastes portées (32 x 46 m) libres de tout point d’appui et une hauteur sous poutre de 9,50 m. Les murs de charge sont en béton banché tandis que les pignons sont formés de panneaux sandwich. La façade reçoit un bardage translucide en PVC et une bande vitrée en glaces trempées afin d’éclairer généreusement les intérieurs. Proche de l’architecture industrielle par sa mise en œuvre et ses matériaux de construction, cette halle se distingue néanmoins par son « élégance plastique », comme l’écrit Louis Miquel. Dès son ouverture, la halle Henri-Wallon de Bagneux permettait la pratique du hand-ball, du volley-ball, du basket-ball et du tennis, pour les scolaires et les associations sportives et demeure toujours en activité. En 2007, une extension est édifiée à l’ouest afin d’accueillir un dojo. L’arrivée de la ligne 4 (depuis 2022) et de la future ligne 15 du métro (en 2025) et la création de la place Lucie-Aubrac au pied du gymnase, ont amorcé une profonde restructuration du quartier nord de Bagneux qui se poursuit avec la rénovation des immeubles HLM et la construction d’un nouvel éco-quartier. Enfin, en 2023, le gymnase reçoit le label « Architecture contemporaine remarquable », décerné par le ministère de la Culture au regard de ses qualités techniques et de sa valeur de témoignage quant à l’histoire de l’architecture sportive.