Barcelona on pitkä urheilullinen perinne ja isännöi erittäin menestyneitä vuoden 1992 kesäolympialaisia sekä useita otteluita vuoden 1982 FIFA:n maailmanmestaruuskilpailussa (kaksilla stadionilla). Se on myös isännöinyt muun muassa Euroopan Mestarien liigan (1989, 1999), Euroopan Cup Winners 'Cup (1972, 1982), UEFA Cup (1988), Euroopan Super Cup (1979, 1982, 1989, 1992, 1997), Inter-Cities Fairs Cup (1958, 1960, 1962, 1964), Eurobasket (1973, 1997), Euroleague (1969, 1998, 2003, 2011), World Bowl (1997), CERS Cup (2011), 2003 EuroHockey Nations Championship ja 1951, 1954, 1957, 1979 Euroopan Roller Hockey Championship, 1955 Välimeren pelit, 1958 Euroopan Judo mestaruudet, 1964 UEFA Euro (Euroopan Cup).
, 1970 Euroopan vesipallon mestaruuskilpailu, 1970 Euroopan vesiurheilumestaruuskilpailu, 1971 Miesten jääkiekko maailmanmestaruuskilpailu, 1973 UCI Road World Championships, 1976 Euroopan Taekwondo mestaruuskilpailu, 1980 Euroopan Karate mestaruuskilpailu, 1984 UCI Track Cycling World Championships, 1984 UCI Road World Championships, 1985 Maailman miekkailu mestaruuskilpailu, 1987 Maailman Taekwondo mestaruuskilpailu, 1987 Euroopan Wushu mestaruuskilpailu, 1989 IAAF World Race Walking Cup, 1989 IAAF World Cup, 1991 Maailman Judo mestaruuskilpailu, 1991 FINA Miesten vesiurheilu maailmanmestaruuskilpailu, 1995 IAAF World Indoor mestaruuskilpailu, 1996 UEFA European Under-21 Football Championship, 1996 FIFA Futsal World Championship, 1996 UEFA European Under-21 Football Championship (useat ottelut), 2002 Euro Beach Soccer Cup, 2002 Rugby World Cup, 2002 Interuniversity World Games, 2003 Maailman vesiurheilu mestaruuskilpailu, 2006 Miesten jääkiekko mest Vuoden 2013 vesiurheilun maailmanmestaruuskilpailut järjestetään vuonna 2013 ja FIBA:n koripallo-maailmancuppi järjestetään vuonna 2014.