De acuerdo con el programa original, el Circuit de Catalunya iba a recibir al Gran Premio de España por primera vez en 1992, en coincidencia con los Juegos Olímpicos de Barcelona. Sin embargo, estuvo listo un año antes y, desde 1991, alberga la carrera. La pista es una de las preferidas por los equipos para realizar las pruebas de pretemporada, en parte debido al clima menos frío de España en el invierno boreal.
Durante los primeros años, las últimas dos curvas y la larga recta principal propiciaban los sobrepasos, también gracias a que los autos podían viajar pegados y en succión, algo que los avances aerodinámicos han disminuido. Las turbulencias generadas por los coches actuales complican el viaje en succión. En 2007, además, la penúltima curva de la pista fue modificada con la introducción de una chicana lenta que pretendía generar exigentes frenadas para estimular los sobrepasos. La modificación no tuvo éxito.
Aunque en las últimas temporadas las competencias no han sido tan atractivas como al principio, se destacan momentos memorables en la historia de Montmeló. En 1991, el primer año de la pista, Ayrton Senna y Nigel Mansell lucharon rueda a rueda en plena recta principal y la postal de esa pelea aún es recordada. Al final, el inglés Mansell se llevó el triunfo en la carrera inaugural y el brasileño Senna concluyó quinto. En 2006, Fernando Alonso (Renault) se convirtió en el primer español en ganar la competencia de casa, camino a su segundo título consecutivo en Fórmula 1.