A városligeti tavat már az 1830-as évektől használták telente a gyerekek és a vállalkozó kedvű felnőttek csúszkálásra. 1869-ben megalakult a Pesti Korcsolyázó Egylet – hazánk egyik legrégebbi sportegyesülete Budapesti Korcsolyázó Egylet néven ma is működik –, amely a tó egy részén korcsolyapályát alakított ki, és a jégen rendezett téli bálokkal, jelmezes ünnepélyekkel népszerűsítette a sportágat. Erre szükség is volt, mert a korcsolyázást akkoriban nem nézték jó szemmel, az orvosok káros hatásokat tulajdonítottak a jégen száguldozásnak.

Az első korcsolyacsarnok, a tó partján felállított kéthelyiséges kis fabódé 1874-ben leégett. Helyére 1875-ben került a Lechner Ödön tervezte eklektikus korcsolyacsarnok, amelyet az 1890-es évek első felében, a millenniumi ünnepségekre készülve Francsek Imre tervei szerint átépítettek és kibővítettek. A tó is ekkor nyerte el mai alakját, majd a múlt század elején két ütemben lebetonozták medrének jelentős részét, hogy alkalmassá váljon nagyobb versenyek lebonyolítására.

1895-ben itt tartották az első gyors- és műkorcsolya Európa-bajnokságot – az első magyar Európa-bajnok, Földváry Tibor hosszú szőrmebundában, kucsmában futotta kűrjét –, 1909-ben Kronberger Lili, a magyar sport első világbajnoka itt védte meg világbajnoki címét. 1900-ban írták ki az első országos bajnokságot, a győztes Wein Árpád lett.

A jégpálya erősen függött az időjárás szeszélyétől: ha a tél enyhe volt, a tó csak januárban fagyott be, ezzel rövidebb lett a korcsolyaszezon. A BKE már ekkor fontolgatta a műjégpálya létrehozásának gondolatát, de a terv megvalósulására az első világháború kitörése miatt még egy évtizedet várni kellett.

A 80x70 méteres, 5600 négyzetméter alapterületű, a kontinensen második gépi hűtésű műjégpálya 1926-ra készült el. A terveket Hollerung Gábor, Krencsey Géza, Krempels Béla és Bauer Béla mérnök készítette, szakértőként közreműködött a bécsi Eduard Engelmann is. A már meglévő korcsolyacsarnokhoz hozzáépítettek két toldalékszárnyat: a déli oldalon helyezték el a gépházat, az északin az öltözőket és a ruhatárakat. A tómeder betonjába összesen 62 kilométer hosszú, 4,2 centiméter átmérőjű gázcsövet ágyaztak be, egymástól nyolc-tíz centiméterre. A csövekben sós víz keringett, melyet a zárt rendszerben elpárologtatott ammónia mínusz 7-12 fokra hűtött le, a betonra felhordott vizet a hideg csövek fagyasztották meg.

A hűtőberendezések üzempróbáját 1926. november 19-én tartották, a műszaki átadás november 20-án volt. Az új sportlétesítmény 1926. november 23-án nyitotta meg kapuit a nagyközönség előtt, de még csak a terület felén, mert a gépek nem bírták az egész pálya fagyasztását. A Műjégpálya meghosszabbította a szezont, a bizonytalan harminc-negyven nap helyett három hónapig lehetett korcsolyázni. A műjégnek köszönhetően a mű- és gyorskorcsolyázás mellett fejlődésnek indult a jégkorongsport is.

A harmincas években a Városliget lett a jéghoki és a műkorcsolya európai fellegvára, ahol 1929-ben, 1935-ben és 1939-ben műkorcsolya-világbajnokságot, 1929-ben jégkorong Európa-bajnokságot rendeztek. Ezeken magyar sikerek is születtek, 1935-ben a Rotter Emília, Szollás László páros nyerte az aranyérmet.

A második világháborúban a pálya károkat szenvedett, az épület bal szárnya teljesen tönkrement. A részleges újjáépítésre 1947-ben került sor, majd 1968-ban megnövelték a jég területét. 1955-ben itt rendezték meg a műkorcsolyázó Európa-bajnokságot, ahol a Nagy Mariann, Nagy László testvérpár győzött, 1963-ban műkorcsolya és jégtánc Európa-bajnokságot, 2001-ben a nagypályás gyorskorcsolya világbajnokságot is itt tartották.

A pálya és a hozzá tartozó épület teljes felújítására 2009 és 2011 között került sor. A műemlék épületet az 1926-os állapot szerint újították fel, és újjáépítették a második világháborúban megsemmisült szárnyat is. Megszüntették a pálya 10 centiméteres lejtését, a régi beton helyére új burkolat került. A pálya alá 198 kilométernyi csövet fektettek, és a legkorszerűbb jégkészítő és épületgépészeti technológiát építették be. A sportolásra alkalmas terület a rekonstrukció után 14800 négyzetméter lett, és a korcsolyapálya mellett kialakítottak egy 1800 négyzetméteres hokipályát is.

A Városligeti Műjégpálya jelenleg Európa legnagyobb, és legrégibb ma is működő mesterséges szabadtéri jégfelülete, varázsa az évtizedek alatt mit sem kopott.