Stadion Narodowy został posadowiony w niecce istniejącego Stadionu X-lecia w ten sposób, że korona ziemna dawnego stadionu stanowi cokół nowego obiektu. Rozwiązanie to podkreśla związek nowego stadionu z jego poprzednikiem, a w szerszym aspekcie – twórczy i aktywny stosunek do zastanego kontekstu historycznego i przestrzennego.
Nad wspomnianym cokołem, zachowującym dawny charakter stadionu ziemnego wznosi się zasadnicza bryła nowego stadionu, która dzięki swojej architekturze, użytym materiałom i nowoczesnym rozwiązaniom konstrukcyjnym daje ogólne wrażenie lekkości i dynamizmu, co z kolei kojarzy się nie tylko z mającymi się tam rozgrywać imprezami sportowymi, lecz także w aspekcie ogólniejszym – z dynamicznym rozwojem naszego kraju.
O wyrazie architektonicznym bryły decyduje widoczny z zewnątrz rząd słupów stalowych, niosących konstrukcję wiszącego nad stadionem dachu oraz wpleciona między te słupy, częściowo przejrzysta fasada zewnętrzna, której falujący przebieg odzwierciedla kształt trybun i formę dachu, a sposób jej przenikania z systemem słupów – zasadę budowy wiklinowego kosza. W nawiązaniu do barw narodowych elementy fasady w kolorach czerwonawo-brązowych i biało-srebrzystych tworzą abstrakcyjny obraz flagi narodowej.
Elementy fasady, które są w różnym stopniu przezierne umożliwiają swobodny widok z restauracji i pomieszczeń konferencyjno-biurowych, na konstrukcję dachu.
Konstrukcja dachu stanowi system lin stalowych, rozpinających się między ściskanym pierścieniem zewnętrznym spoczywającym na słupach stalowych, a centralnie nad boiskiem umieszczoną iglicą spinającą. Inspirację zasady konstrukcyjnej dachu stanowi koło rowerowe.