Το στάδιο των Δελφών, στο υψηλότερο σημείο του χώρου, θα πρέπει να διαμορφώθηκε στο β΄ μισό του 4ου αι. π.Χ. ή και αργότερα, μετά την απόκρουση των Γαλατών, το 279 π.Χ. Είχε μήκος περίπου 178 μ. και εκατέρωθεν ορθώνονταν έδρανα για τους θεατές, τα οποία αρχικά θα ήταν από πατημένο χώμα, αργότερα ωστόσο έγιναν λίθινα και πιθανόν μαρμάρινα κατά τη ρωμαϊκή περίοδο με χορηγία του Ηρώδη Αττικού, σύμφωνα με τον Παυσανία. Οι δύο σειρές εδράνων συναντώνταν στην ημικυκλική σφενδόνη με 4 κερκίδες.

Το Στάδιο των Δελφών είναι κτισμένο στο ψηλότερο σημείο του χώρου, επάνω από το Θέατρο, ανάμεσα στις Φαιδριάδες και το λόφο του Προφήτη Ηλία, στα βορειοδυτικά του ιερού του Απόλλωνα. Η βόρεια πλευρά του εδράζεται πάνω στην πλαγιά, εκμεταλλευόμενη τη φυσική κλίση του εδάφους. Οι κερκίδες της νότιας πλευράς στηρίζονται σε αναλημματικό τοίχο. Φαίνεται ότι, από την εποχή οικοδόμησής του και εξής, που τοποθετείται στο β΄ μισό του 4ου ή στο α΄ μισό του 3ου αι. π.Χ., άρχισαν να λαμβάνουν χώρα εκεί οι «γυμνικοί» αγώνες, δηλαδή τα αθλήματα στίβου, ενώ ίσως τελούνταν και μουσικές εκδηλώσεις, σύμφωνα με επιγραφή του 2ου αιώνα π.Χ. που αναφέρει την εκτέλεση ύμνου «για τον θεό και τους Έλληνες» από τον Σάτυρο τον Σάμιο με συνοδεία κιθάρας. Στη θέση έχουν βρεθεί λείψανα οικοδομημάτων του 6ου αι. π.Χ., καθώς και κρήνες.
Το στάδιο των Δελφών, που είναι το καλύτερα σωζόμενο οικοδόμημα του είδους στην Ελλάδα, παρουσιάζει τουλάχιστον τέσσερις φάσεις διαμόρφωσης. Η πρώτη τοποθετείται χρονικά στα τέλη του 4ου αιώνα π.Χ. Μέχρι τότε οι αγώνες δρόμου και οι ιπποδρομίες φαίνεται πως λάμβαναν χώρα σε άλλο σημείο, ίσως στην πεδιάδα κάτω από τους Δελφούς. 
Στην πρώτη φάση του θα πρέπει να επέτρεπε μέχρι 20 αθλητές να διαγωνιστούν ταυτόχρονα σε αντίστοιχες διαδρομές. Στη δεύτερη φάση του όμως, η οποία χρονολογείται πριν τα μέσα του 3ου αι. π.Χ. ο αριθμός των διαδρομών μειώθηκε σε 17. Και στις δύο περιπτώσεις η άφεση, δηλαδή την αφετηρία του σταδίου, ήταν λίθινη, αρχικώς μαρμάρινη και ακολούθως ασβεστολιθική. Περί το 100 π.Χ., στην τρίτη φάση του σταδίου, προστέθηκαν οι κερκίδες για τους θεατές στη νότια πλευρά. 
Τέλος, η σημερινή μορφή αντιστοιχεί στην τέταρτη κατά σειρά φάση του σταδίου, η οποία περιλάμβανε επένδυση των εδωλίων των θεατών με λίθο. Ο Παυσανίας αναφέρει ότι ο Ηρώδης Αττικός επένδυσε με μάρμαρο τα εδώλια, ενώ έχει τοποθετηθεί ασβεστόλιθος. Φαίνεται πως έγινε μια απόπειρα για μαρμαροθέτηση, αλλά δεν ολοκληρώθηκε λόγω του θανάτου του μεγάλου μαικήνα των τεχνών. 
Αρχικώς, το στάδιο είχε μήκος 178,35 μ., που αντιστοιχούσε σε έναν πυθικό στάδιο, ενώ το πλάτος του στην ανατολική απόληξη είναι 25,25 μ., στη δυτική 25,65 μ. και στο κέντρο 28,5 μ. Κατά τη ρωμαϊκή περίοδο, ο στίβος ανυψώθηκε και το μήκος του μειώθηκε στα 177, 414 μ. Τα έδρανα των θεατών διαμορφώνονται κατά μήκος των μακρών πλευρών και συναντώνται στην ημικυκλική σφενδόνη. Δεν φτάνουν όμως ως το επίπεδο των αθλητών, την κονίστρα, παρά στηρίζονται επάνω σε κρηπίδα ύψους 1,30 μ. Στη βόρεια πλευρά σώζονται 12 σειρές καθισμάτων που χωρίζονται από κλίμακες σε 12 κερκίδες. Ο υψηλότερος διάδρομος προστατεύεται από ξερολιθιά κυρίως κατά της πτώσης λίθων. Στα δυτικά βρίσκεται η σφενδόνη με έξι σειρές καθισμάτων, που χωρίζονται από κλίμακες σε 4 κερκίδες. Στη νότια πλευρά, ο αναλημματικός τοίχος και οι κερκίδες που στήριζε έχουν υποχωρήσει, θα πρέπει όμως να αντιστοιχούσαν προς αυτά της βόρειας πλευράς. 
Συνολικά, το στάδιο χωρούσε περίπου 6.500 θεατές. Στην ανατολική πλευρά σώζεται σχεδόν ακέραιη η αφετηρία, με δύο σειρές πλακών με εγκοπές για τα πόδια των δρομέων και με ορθογώνιες κοιλότητες για τη στήριξη της ύσπληγγος, του μηχανισμού εκκίνησης αγώνων δρόμου. Στα ανατολικά της αφετηρίας έχουν βρεθεί τέσσερις πεσσοί που στήριζαν μνημειακή τοξωτή είσοδο. 
Φθάνοντας ο επισκέπτης στο στάδιο, στο ανατολικό άκρο του αναλημματικού τοίχου διακρίνει μια επιγραφή, η οποία απαγορεύει να βγάζει κανείς εκτός του κτιρίου το κρασί που προοριζόταν για θυσίες. Η ερμηνεία της επιγραφής είναι κάπως αμφιλεγόμενη, ενώ δεν είναι βέβαιο ότι η αρχική της θέση ήταν στο σημείο αυτό.
Το στάδιο εγκαταλείφθηκε το 394 μ.Χ. Ο αρχαιοδίφης της Αναγέννησης, Κυριακός ο Αγκωνίτης, γράφει πως, όταν επισκέφθηκε τους Δελφούς, κατά το 1438, το στάδιο ήταν σχεδόν άθικτο. Ωστόσο, με τα χρόνια σκεπάστηκε με χώμα και χρησιμοποιήθηκε ως βοσκοτόπι, με αποτέλεσμα στις αρχές του 19ου αι. ο περιηγητής W. Leake να γράφει ότι κατά τη δική του επίσκεψη μόνο το ανώτερο έδρανο ήταν ορατό.