Semasa Paris membida untuk Sukan Olimpik Musim Panas 2012, bandar Montigny-le-Bretonneux telah dipilih sebagai lokasi velodrom besat yang akan dibina di kawasan Ile-de-France untuk menganjurkan temasya tersebut. Walaupun bidaan tersebut telah gagal dan hak penganjuran akhirnya diberikan kepada London, projek ini telah dikekalkan.

Majlis pelancaran projek ini telah berlangsung pada 19 Oktober 2009 di Dewan Bandaraya Saint-Quentin-en-Yvelines. Majlis ini telah dihadiri oleh Rama Yade, Setiausaha Negara Sukan Perancis, Michel Laugier, Datuk Bandar Montigny-le-Bretonneux, Robert Cadalbert, Presiden Saint-Quentin-en-Yvelines, David Lappartient, Presiden Persekutuan Berbasikal Perancis dan pegawai tempatan lain.[3]

Projek pembinaan Velodrom Nasional diuruskan oleh Chabanne & Partners, Synthèse Ingénierie dan agensi Ter Paysagistes-Urbanistes. Arkitek Jerman Ralph Schuermann, yang juga merupakan arkitek bagi Velodrom Laoshan yang menganjurkan acara berbasikal semasa Sukan Olimpik 2008, merupakan pereka bentuk balapan Velodrom Nasional.[4] Keluarga Schuermann terkenal sebagai salah satu pereka bentuk velodrom dan balapan olahraga yang terbaik di dunia.

Bajet asal bagi projek ini ialah €74 juta,[3] namun akhirnya bajetnya telah mencapai €101 juta.[4] Pembinaan Velodrom ini dikendalikan oleh Vélopolis di bawah sebuah kontrak perkongsian awam-persendirian.