Au début du XXe siècle, le quartier Saint-Ambroise de Melun voit s’installer plusieurs établissements nautiques au bord de la Seine. Le club d’aviron de Melun, créé en 1912, fait ainsi construire les locaux de son Cercle nautique sur le quai du Maréchal-Joffre en 1930-1931 par l’architecte Poirier – lesquels accueilleront les entraînements d’aviron des Jeux olympiques de Paris 2024. En 1942 est aménagée une plage artificielle par l’architecte melunais Maxime Verdeaux ; elle comprend un solarium, des plongeoirs, des cabines de bain et un restaurant dont la rotonde vitrée permet d’admirer le fleuve. Cette plage connaît un grand succès populaire dans les années 1950, la ville de Melun étant alors dépourvue de piscine publique. C’est en 1960 que sont dressés les premiers plans pour une piscine couverte à Melun, par l’architecte Jean Lesage et l’ingénieur Patris. Néanmoins, ce sont les architectes Henri-Pierre Maillard et Paul Ducamp qui sont finalement chargés de la construction de la piscine, en association avec l’ingénieur Michel Bancon. Ce projet marque le début d’une fructueuse collaboration, les trois hommes ayant ensuite conçu de nombreuses piscines sur plans-types sur l’ensemble du territoire français, à l’instar de la piscine Georges-Tauziet à Meaux (77).

Le chantier se déroule en deux phases. La première comprend la construction d’un bassin couvert et d’un tank à ramer, menée entre 1963 et 1965. La piscine couverte est inaugurée en 1966. Cette même année, les architectes entament la construction du bassin extérieur, achevé en 1967. Ce dernier a récemment reçu le nom de la championne olympique Laure Manaudou qui s’y est entraînée pendant plusieurs années.

L’édifice est construit sur une ossature de béton supportant une charpente métallique oblique autrefois isolée par du ciment projeté. La charpente semble cassée en son milieu, formant un V, afin de créer deux espaces distincts entre le bassin de 25 m et celui de 15 m. Ce système permet également de réaliser des économies de chauffage en diminuant la hauteur sous plafond. Cette solution pratique mais particulièrement esthétique par le mouvement qu’elle induit, souligné par un large bandeau en cuivre, valut à l’édifice d’être qualifié de « spectacle architectural » par la presse contemporaine. Le bâtiment fait également la part belle à la lumière grâce à de larges surfaces vitrées, contrastant avec les murs en appareillage de briques et ceux en béton brut, affichant les lignes du banchage.

La piscine couverte peut s’ouvrir largement vers l’extérieur au moyen de baies coulissantes, permettant aux nageurs d’apprécier les différents équipements du complexe. Ils peuvent en effet profiter de la pataugeoire en forme de haricot pour les enfants puis emprunter la rampe en béton brut donnant accès au bassin olympique découvert, bordé par une tribune de 900 places. Enfin, à l'ouest de la piscine couverte, le tank à ramer complète l’offre du Cercle nautique situé à proximité, les rameurs pouvant s'entraîner sur terre, qu’importe les conditions climatiques grâce à sa couverture par une coque en voile de béton.