Od 1932 na stadionie rozgrywano kilkukrotnie ogólnopolskie zawody lekkoatletyczne oraz żużlowe o randze mistrzostw Polski. Rozgrywała tu także mecze piłkarska drużyna Polonii Bydgoszcz, która w latach 1928–1935 uzyskiwała tytuły mistrzów Pomorza, lecz mimo podejmowanych prób nie udało jej się awansować do ekstraklasy piłki nożnej. W 1935 roku stadion otrzymał imię marszałka Józefa Piłsudskiegohttp://arenysportowe.eu/s/pl/stadion-polonii-bydgoszcz/ dostęp 2017-02-23.. W 1938 przy stadionie oddano do użytku najnowocześniejszy w kraju tor łuczniczy. Do nowoczesnych zaliczał się również użytkowany przez Bydgoski Klub Motocyklistów tor żużlowy.
W okresie okupacji na stadionie bydgoskim Niemcy urządzali zawody jeździeckie, w których rywalizował Wehrmacht, Sturmabteilung, Schutzstaffel i Hitlerjugend. Ponadto rozgrywano zawody piłkarskie oraz spartakiady na cześć zdobycia przez III Rzeszę ziem wschodnich. Obiekt przeznaczono tylko dla NiemcówŻycie kulturalne i codzienne ludności w latach 1939–1945, [w:] Historia Bydgoszczy. Tom II. Część druga 1939–1945: red. Marian Biskup: Bydgoszcz: Bydgoskie Towarzystwo Naukowe 2004. , s. 451.. 26 maja 1942 hitlerowcy dokonali tu egzekucji (powieszenie) na 10 Polakach.