Projekt hali powstał w 2004 roku i był w kilku punktach modernizowany. Budowa hali według projektu „ATJ Architekci” (arch. Jacek Kwieciński, Tomasz Kosma Kwieciński) rozpoczęła się w styczniu 2006. Akt erekcyjny wbudowany został 19 stycznia 2006. Prace zostały ukończone w maju 2009. Koszt całej inwestycji wyniósł 287 mln złotych.Hala została zrealizowana na planie koła o średnicy 135 m i jest otoczona fosą Konstrukcja dachu w najwyższym punkcie znajduje się 34 m ponad poziomem areny. Powierzchnia całkowita wynosi 27,5 tys. m², a użytkowa 26 tys. m² pomieszczeń na 5 kondygnacjach. W obiekcie zaplanowano odrębne miejsca i przejścia dla zawodników, pracowników, widzów, sprawozdawców oraz gości honorowych. 12 mostów prowadzi do poziomu widowni i stamtąd widzowie mogą przechodzić w górę i w dół. Obiekt jest monitorowany przez 140 kamer i 600 czujników przeciwpożarowych W hali można organizować zawody rangi mistrzostw świata w halowej lekkiej atletyce, siatkówce, koszykówce, gimnastyce, sportach walki i tenisie. Specjalna konstrukcja areny sportowej umożliwia rozgrywanie meczów hokeja na lodzie. Ponadto obiekt jest przystosowany do organizowania występów artystycznych, koncertów, wystaw, targów, a także kongresów. W Arenie Łódź istnieje możliwość położenia sześciotorowej bieżni o długości 200 m. W hali mieści się również sala treningowa z bieżnią na 60 m.Arena znajduje się przy parku na Zdrowiu, na osiedlu Zdrowie przy granicy z osiedlem Karolew, nieopodal ZOO, Aquaparku Fala, przy samym stadionie Łódzkiego Klubu Sportowego. Obiekt mieści się przy alei bp. Bandurskiego, która jest częścią trasy W-Z, łączącej Retkinię z Widzewem. Obok Atlas Areny znajduje się dworzec kolejowy oraz autobusowy Łódź Kaliska. Wykonawcą hali były m.in. firmy: Varitex, Mostostal Warszawa, Mostostal Płock - ZPK, Mostostal Puławy, Skanska oraz ME Wielkopolska. W hali zamontowano 64 ekrany akustyczne najnowocześniejszej generacji, a wykonała je firma Toppen Polska.