1956年，学校创建，校址设在广州二沙岛。

1960年，学校从广州二沙岛迁至现址。

1963年，华南师范学院（现为华南师范大学）体育系并入学校。

1969年，学校并入华南师范学院。

1975年，学校复办，恢复校名广州体育学院。

1979年，开始招收研究生。

1985年，成为广东省首批体育学硕士学位授权单位。

2000年，获得港澳硕士研究生招生权。

2006年，获体育学一级学科硕士授权点并与国家体育总局体科所和单项中心联合培养研究生。

2007年，招收国外硕士留学生。

2009年，成为广东省新增博士授权单位立项建设单位。

2018年，与美国西密西根大学联合培养博士研究生。

2024年3月22日，入选广东申请新增博士学位授予单位推荐高校。

2024年10月，由广州体育学院发起的“粤港澳大湾区（广东）—东盟体育联盟”在广州体育学院成立，广州体育学院任联盟理事长单位。