L'autodromo di Misano è stato progettato nel 1969 (3.488 mt) ed è sempre stato gestito da soggetti privati. Dopo tre anni dalla sua progettazione si avviò l'attività sportiva. Ai margini della pista, esistevano solo piccoli box aperti e una palazzina utilizzata esclusivamente dai servizi.
All'inizio degli anni '90 partì un programma di ristrutturazione che a fasi successive ha garantito la disponibilità di un impianto sempre più efficiente.
Il primo progetto di ampliamento risale al 1993: la pista viene allungata a 4.060 metri, con la possibilità di utilizzare due versioni del circuito, 'lunga' e 'corta'; si procede anche alla costruzione di una palazzina con nuovi box, sale di assistenza tecniche, salette di rappresentanza e una grande sala stampa di circa 600 mq.
Negli anni 1996 e 1997 viene attuato il secondo stralcio dei lavori di completamento della palazzina e dei box. Nel 1998 la zona paddock viene ampliata sino a raggiungere un'area di 40.000 mq. Nel 2001 si conclude la costruzione del 1° lotto tribune per 5000 posti.

La nuova era
Dal 2005 il circuito avvia un programma di radicale ristrutturazione e ammodernamento. Viene inaugurato il nuovo ingresso principale del circuito e nel 2006 anche il nuovo centro medico, un'area di 300 mq che rappresenta idealmente la scrupolosa e storica attenzione dell'autodromo ai temi della sicurezza.
A fine 2006 il circuito viene chiuso per consentire la realizzazione di un nuovo tracciato, ancor più bello e sicuro, in grado di ospitare manifestazioni motoristiche al massimo livello mondiale.
A tempo di record, in soli cinque mesi, vengono svolti i lavori sulla pista, allungata a 4.180 mt con l'inversione del senso di marcia (ora in senso orario), ma anche sulle parti strutturali. Gli ingressi al circuito diventano quattro, le tribune aumentano la loro capienza fino ad oltre 23.000 posti, la sala stampa rinnovata e ampliata a 320 postazioni. Insieme a questi lavori è cambiata la denominazione ufficiale dell'impianto, divenuta 'Misano World Circuit'.
All'inizio del 2008 è stata realizzata una nuova corsia di uscita dai box, lunga circa 250 mt e che si estende parallelamente alla pista subito dopo la prima 'curva del rio' e quindi un nuovo ingresso in pista. I lavori hanno richiesto una modifica della 'variante del rio', ora più accentuata.
Attualmente il circuito misura 4226 mt e con quest'ultima modifica Misano World Circuit diventa ancor più spettacolare, poiché la chicane inserita aggiunge un nuovo punto di sorpasso per auto e moto. Infine, è stata realizzata un'altra tribuna da 3.000 posti in fondo al rettilineo, denominata 'Brutapela', che svolge anche una funzione di barriera antirumore. Ora Misano World Circuit è omologato per ospitare 75.000 visitatori, dei quali 26.000 sulle tribune.
Radicale l'ammodernamento anche del sistema di illuminazione artificiale: sono state sistemate 17 torri faro provviste di un gruppo elettrogeno. Il circuito consolida quindi un'altra sua unicità, quella cioè di poter organizzare gare in notturna.
A tutti gli interventi strutturali l'impianto ha visto aggiungere un innovativo investimento tecnologico riguardante il totale cablaggio del circuito e la copertura wi fi per le connessioni ad internet sull'intera area di circa quattro Kmq. Investimento reso possibile grazie alla collaborazione con Cisco, gruppo leader mondiale nella fornitura di soluzioni di rete.