El germen instalado durante la multitudinaria concentración de los deportistas de 1909 tardaría varias décadas en dar frutos. La demanda formal presentada por la afición a las autoridades tuvo como consecuencia el envío de un mensaje del presidente Montt solicitando en junio de 1910 la autorización del Congreso "para invertir hasta la cantidad de 200 mil pesos en la construcción de un estadio destinado a los ejercicios físicos i concursos sportivos". Se encargó al arquitecto José Luis Mosquera la confección de los planos para la edificación de esta obra en un predio fiscal en Lo Espejo, los que fueron entregados en diciembre de 1910. Sin embargo, en 1911, el presidente de la Federación Sportiva Nacional protestaba amargamente porque, del petitorio de 1909, "nada se ha obtenido hasta ahora".

En 1916 se seguía debatiendo cuál podría ser la ubicación más idónea para el futuro estadio. De ello da cuenta una conferencia leída por Guillermo Martínez, quien se detiene a evaluar las distintas alternativas que se barajaban: Renca, a orillas del ferrocarril central, donde la Federación disponía de terrenos; La Palmilla; El Salto; y Ñuñoa. Concluía que esta última proporcionaba un escenario ventajoso "por sus aguas i aires puros, sin ninguna mala cercanía", por su "hermoso fondo andino" y por las facilidades que brindaba para la locomoción. Sin embargo, se trataba de la alternativa más costosa.

Por fin el proyecto pareció destinado a prosperar cuando, ese mismo año, en ceremonia presidida por el presidente Juan Luis Sanfuentes, se colocó la primera piedra del futuro coliseo, precisamente en el predio de la Federación en Renca. Curiosamente, esa primera piedra fue, al mismo tiempo, la última (Tres miradas al Estadio Nacional de Chile, 2004).

En 1918, el joven diputado y sportsman Héctor Arancibia presentó un proyecto de ley orientado a construir un estadio nacional. Su moción, como las anteriores, no logró acelerar la empresa y la presentación quedó relegada al olvido.

En los años siguientes, la prensa tomó la posta, convirtiéndose en portavoz de la demanda de las organizaciones deportivas. En el intertanto, la gente llamó "Estadio Nacional" a un pequeño recinto boxeril ubicado donde hoy se encuentra la Facultad de Derecho de la Universidad de Chile.

Con todo, fue recién en agosto de 1934 que el presidente Arturo Alessandri resolvió, mediante el Decreto n°6471, designar una comisión que estudiara el asunto y elaborara el proyecto que, a la postre, fue el definitivo. Para su ubicación se alzaron como opciones la Escuela de Agronomía de la Universidad de Chile, el Parque Cousiño, la Quinta Normal, Lo Contador, Maipú y -como en las anteriores tentativas- Renca. La controversia arreció no solo en torno al tema del emplazamiento, sino que incluso entre los promotores del proyecto y quienes se oponían a la sola idea de destinar tamaña cantidad de recursos a la edificación de un estadio.

El sueño del estadio encendía las pasiones de políticos, dirigentes, deportistas y medios de prensa, y tuvo que ser el Ejecutivo el que terciara para dar por cerrada la discusión. En enero de 1937 se concretaba la transferencia al fisco de la chacra Lo Valdivieso de Ñuñoa y un mes después, las obras del Estadio Nacional ya estaban -por fin- en marcha.