Les premiers équipements sportifs de Neuilly-sur-Seine ne sont construits qu’à partir des années 1960, les équipements parisiens étant facilement accessibles pour les sportifs neuilléens. En 1962, la commune inaugure la Salle de Neuilly sur l’avenue Charles-de-Gaulle, immeuble combinant logements sociaux, salle des fêtes et gymnase, puis le stade Général-Monclar sur l’île de la Jatte et enfin en 1968, la piscine Inkermann. Néanmoins, la demande sportive est en croissance permanente, notamment en ce qui concerne les jeunes. Le maire bâtisseur, Achille Peretti, décide alors au début des années 1970 la construction d’un centre d’entraînement sportif rue du Pont. Il confie ce projet à Roger Hummel, architecte de la ville et déjà auteur de la piscine Inkermann. D’autre part, le maire confie l’édification d’une seconde piscine sur la pointe nord de l’île du Pont, à côté du Cercle nautique de France, à l’architecte Albert Grégoire. Cependant, le projet est abandonné, la piscine Inkermann semblant largement suffisante afin de satisfaire la population neuilléenne. Ainsi, en juillet 1974, le conseil municipal décide de construire le centre sportif prévu rue du Pont sur l’emplacement autrefois dédié à la nouvelle piscine : l’île du Pont.
La commune choisit d’abord une option économique, un gymnase construit sur un plan-type agréé par le ministère de la Jeunesse et des Sports, afin d’obtenir les subventions de l’Etat. Les élus optent pour un Complexe sportif évolutif couvert, dit COSEC, bâtiment préfabriqué conçu par les architectes Legrand, Rabinel et Debouit. Néanmoins, l’environnement exceptionnel du site de l’île du Pont se prêtant peu à une construction industrialisée, Albert Grégoire est chargé d’améliorer et adapter ce plan-type. Grégoire, autrefois en charge du projet de la nouvelle piscine, est en effet un maître d’œuvre prestigieux, architecte des Bâtiments civils et des Palais nationaux, ayant reçu le 2e Second Grand Prix de Rome. Au même moment, il est responsable de l’édification du complexe Keller dans le 15e arrondissement de Paris, comprenant une tour d’habitation et une piscine olympique. Le nouveau projet est approuvé par le conseil municipal et le permis de construire est déposé en mars 1975.
Rapidement, l’Etat oppose de grandes modifications au projet. En effet, la Conservation régionale des Sites et la Direction de l’architecture insistent sur la proximité du Temple de l’Amour situé sur l’île de la Jatte, édicule classé au titre des Monuments historiques depuis 1913. Ce dernier ne pourrait souffrir d’une co-visibilité avec un banal gymnase sur plan-type. Les services de l’Etat préconisent un plan ovale plus adapté au site et la destruction de l’ancien club nautique qui devra donc intégrer le complexe sportif. La ville abandonne ainsi son projet de COSEC pour un projet original dessiné par Albert Grégoire. Ce dernier produit un nouvel avant-projet à l’été 1975, bien plus somptueux, incluant le cercle nautique et un grand gymnase permettant la pratique du hand-ball (42 x 21 m). Le projet ne cesse de croître en raison des demandes de la Commission des sites et à la fin de l’année 1976 celui-ci est devenu cinq fois plus coûteux qu’à l’origine notamment en raison de l’ajout de matériaux onéreux (pierre de taille, zinc). Le chantier commence au début de l’année 1977 et le nouvel équipement est inauguré le 9 octobre 1979.
Dans le cadre paysager de l’île du Pont, le complexe sportif affecte la forme d’un vaste navire avançant sur la Seine. De plan ovale, il est édifié sur une ossature et des voiles de façade en béton armé et composé de deux volumes superposés, le volume supérieur étant disposé en encorbellement, conférant plus de légèreté à l’ensemble. A chaque extrémité du bâtiment, des volumes verticaux de circulation constituent la proue et la poupe du navire. Les façades, revêtues de pierre de taille agrafée, sont traitées en plans successifs et inégaux, à la manière d’écailles, suivant la courbe générale de l’édifice. Au rez-de-chaussée, des baies vitrées illuminent le club nautique accueillant un bassin d’entraînement un hangar à bateaux. Une multitude de baies en forme de losanges tronquées disposées de manière aléatoire assurent un éclairage naturel tout en participant à l’esthétique si particulière du complexe, tandis que la couverture de l’édifice, en zinc, est dotée de vastes lanterneaux permettant l’éclairage zénithal des gymnases situés dans les étages.
Qualifié de « temple du sport et de la lumière » ou encore de « cathédrale moderne du Sport » lors de son inauguration, le complexe sportif est encore sublimé en janvier 1982 par l’installation d’une monumentale sculpture en bronze de Georges Mathieu, artiste majeur de l’abstraction lyrique. Baptisée Energie, cette sculpture de 10 m de haut orne depuis plus de 40 ans le bâtiment telle une figure de proue. En 2023, le bâtiment reçoit par ailleurs le label « Architecture contemporaine remarquable » (ACR), décerné par le ministère de la Culture.