L’Île-des-Vannes possède une situation privilégiée à proximité de la limite départementale entre la Seine-Saint-Denis et les Hauts-de-Seine. Cet ancien lieu-dit, acquis par la commune de Saint-Ouen en 1955, donne accès, par un pont, aux communes de Gennevilliers, Asnières-sur-Seine et Saint-Ouen. Dès le rattachement de l’île à la ville, un projet de création de palais des sports est lancé et confié aux architectes Lucien Métrich et Anatole Kopp en 1959. Ce dernier et Pierre Chazanoff fournissent un projet plus abouti par la suite, avec la collaboration de l’ingénieur René Sarger. Cependant, les plans et recherches ne cessent d’évoluer durant la décennie 1960 afin de répondre aux efforts techniques que la future construction requiert.
Le chantier commence en 1968 et s’achève en 1971. À cette date, l’ensemble est construit : il comprend un stade couvert (la grande nef), une piscine, un stade en plein air avec ses tribunes et des installations pour un club d’aviron ainsi qu’un boulodrome.
Bien qu’elle compte plusieurs édifices et installations, l’île s’organise rapidement autour du point d’orgue qu’est le stade couvert. Celui-ci domine tant par sa superficie, que son volume et la prouesse architecturale qu’il représente. L’édifice présente une couverture dite paraboloïde hyperbolique (une forme incurvée dont les bords sont dans des directions opposées, parfois vue comme une barque renversée). Pour réaliser une telle structure, qui couvre une surface de 3 000 m², il a fallu réaliser des arcs en béton libres de 100 mètres et une succession d’une cinquantaine de câbles afin de relier les arcs entre eux. L’intérieur de la grande nef comporte ainsi quatre terrains (deux dévolus au basket et deux pour le volley) et peut accueillir jusqu’à 6 000 spectateurs. L’ensemble du réseau de câbles est recouvert d’un bardage de plaques ondulées Ignilux qui apporte légèreté et lumière à l’ensemble.
Couronnant la grande nef au nord, le bâtiment nommé « B » possède une piscine en sous-sol et plusieurs salles d’entraînement (musculation, boxe, gymnastique…) aux niveaux supérieurs. Construit en béton armé, de forme cubique, il présente la particularité d’avoir ses poutres en saillie sur ses différentes façades, évocation de l’architecture brutaliste alors en vogue.
Le Rowing-Club qui prend place au nord-ouest du stade accueille un club créé en 1865 et se trouvant, à l’origine, à Courbevoie. Lors de la construction de la grande nef sur l’Île-des-Vannes, les architectes André Rodier et Fernand Dumarcher ont également fourni les plans de ce complexe constitué d’un club-house, édifice en béton armé orné de bandeaux et piliers recouverts de mosaïques colorées. Il possède de vastes garages en rez-de-chaussée accueillant près de 100 bateaux. A proximité du bâtiment, un vaste parvis donne accès à une rampe permettant aux bateaux la descente dans la Seine. Rodier et Dumarcher ont également conçu les tribunes en béton armé autour d’un stade de plus de 20 000 m².
En 2007, la grande nef reçoit le label « Patrimoine du XXe siècle » en reconnaissance de sa qualité architecturale, suivi par son inscription au titre des Monuments historiques par arrêté préfectoral en date du 23 avril 2007. La grande nef de l’Île-des-Vannes, qui a fermé ses portes en 2014 en raison de son délabrement, fait l’objet d’un programme de réhabilitation en 2023 dans le cadre des Jeux olympiques de 2024, par l’agence Châtillon Architectes.
