O Pavilhão Desportivo Carlos Lopes foi construído em 1931 e inaugurado em 1932, no topo da encosta Este do Parque Eduardo VII, por ocasião da Exposição Industrial Portuguesa que aí teve lugar; segundo um projecto que os arquitectos Carlos e Guilherme Rebelo de Andrade haviam elaborado para a Exposição Internacional do Rio de Janeiro em 1922.

Posteriormente foi adaptado para instalações e actividades desportivas tomando a designação de Pavilhão dos Desportos, nome que viria a ser alterado para Pavilhão Carlos Lopes, no ano de 1984, em homenagem ao atleta que, pela primeira vez na história do desporto português, conquistou uma medalha de ouro nos Jogos Olímpicos.

De planta quadrangular, traduz uma arquitectura eclética, de gosto revivalista inspirado no decorativismo do barroco joanino. A fachada principal surge revestida por painéis de azulejos, em azul e branco, produzidos pela Fábrica de Sacavém, em 1922, representando cenas da História de Portugal com temas dedicados a Sagres, à Batalha de Ourique, à Ala dos Namorados na Batalha de Aljubarrota e ao Cruzeiro do Sul. As esculturas 'Arte' e 'Ciência', localizadas na parte da frente do edfício, são peças executadas pelo escultor Raúl Xavier. No interior apresenta paredes revestidas por painéis de azulejos de grande qualidade da autoria de Jorge Colaço e Jorge Pinto.