Questo circuito, situato a nord di Barcellona, fu creato nel 1991 dopo che la Federazione Motoristica spagnola aveva deciso di non condividere più il Gran Premio di Spagna tra altre quattro piste.

Il progettista del tracciato - lungo 4,627 km - concepì un progetto modernissimo con lo scopo di aumentare le occasioni di sorpasso. La prima curva stretta a destra richiede una forte frenata ed offre una larga via di fuga per chi non riuscirebbe a passarla.

Nigel Mansell vinse la prima edizione del Gran Premio di Barcellona dopo che Gerhard Berger era stato costretto al ritiro in seguito alla rottura del suo motore, e che Ayrton Senna aveva scelto le gomme sbagliate. Nel 1992 Mansell rinnovò il suo successo, precedendo il debuttante Michael Schumacher.

Alain Prost dominò nel '93, precedendo Senna. L'anno successivo fu Damon Hill a regalare la vittoria alla Williams, poco dopo la scomparsa di Ayrton Senna.

Michael Schumacher (secondo nel 1994) vinse l'edizione '95 e dominò la gara del '96 della gara a Barcellona, disputata su una pista molto bagnata, gara durante la quale il tedesco salì dalla sesta alla prima posizione entro il 12° giro. Nel 1997 la vittoria tornò alla Williams grazie a Jacques Villeneuve. Gli anni '98, '99 e 2000 furono quelli di Mika Hakkinen, prima che la vittoria passasse nella mani di Michael Schumacher nel 2001 e nel 2002.

Nel 2003 il campione tedesco si impose nuovamente con la sua nuova F2003-GA, davanti all'eroe locale Fernando Alonso ed al compagno di squadra alla Ferrari Rubens Barrichello. L'anno successivo le Ferrari realizzarono una doppietta con Schumi davanti a Barrichello, mentre Trulli completò il podio.

Nel 2005, il circuito presentò alcune modifiche riguardanti la sicurezza e fu inoltre completamente riasfaltato per la prima volta. Kimi Raikkonen dominò la corsa a bordo della sua McLaren Mercedes, tagliando il traguardo con quasi mezzo minuto di vantaggio su Fernando Alonso.

Nel 2006 Alonso ha realizzato un'impresa diventando il primo pilota spagnolo a vincere la sua gara di casa, tagliando il traguardo con quasi venti secondi di vantaggio su Schumacher. Giancarlo Fisichella è rimasto per qualche tempo in seconda posizione, prima di essere passato da Schumacher durante le soste ai box.

Nel 2007 è stato Felipe Massa ad imporsi sul tracciato di Montmelo, ma il brasiliano è entrato in collisione con Alonso alla prima curva, lo spagnolo è finito fuori pista ma è riuscito in seguito a recuperare tagliandoli traguardo in terza posizione dietro Massa e Hamilton. In terra spagnola la Ferrari ha segnato un'altra doppietta, mentre Button ha offerto i primi punti stagionali alla Honda grazie al suo sesto posto. Il GP è stato caratterizzato dalla violenta uscita di pista di Kovalainen, finito contro il muro di gomme alla curva Campsa, senza riportare per fortuna alcuna grave ferita.