На территории современного стадиона в конце XVIII века находилась дача черниговских архиепископов, с 1804 года — городской сад[2].
Стадион на 3000 зрителей был открыт в 1936 году[2]. Во время Второй мировой войны он был значительно повреждён в результате бомбардировок[3]. В ходе реконструкции, завершённой в 1960 году[4], стадион был построен по новому проекту. Установлены Западная (7000 мест) и Восточная (4000 мест) трибуны[2][3].
В 1961 году стадион назван в честь Юрия Гагарина. 25 мая 1964 года здесь произошла встреча жителей города с космонавтами Ю. А. Гагариным и А. Г. Николаевым. В 1985 году началось проведение новой реконструкции[2], в результате которой количество мест на Восточной трибуне увеличено до 7000[3].
Во время реконструкции, которая проводилась с 2005 по 2008 годы, на Западной трибуне были установлены индивидуальные пластиковые сидения. Министерство выделило деньги на новые беговые дорожки.
В 2016—2017 за счет футбольного клуба «Десна» была проведена реконструкция, была установлена система искусственного подогрева поля, автоматическая система полива, уложен новый газон. С 2019 года на поле стадиона имени Гагарина проходят матчи УПЛ. Сам стадион является домашней ареной ФК «Десна».