Первое здание цирка было построено в Гомеле еще в начале ХХ века. До наших дней оно не сохранилось. Цирк в Гомеле, который можно увидеть сегодня, ведет свою историю с 1964 года, когда Совет Министров СССР принял решения построить новые цирки в 40 городах, в число которых попал и Гомель.
При его возведении использовался типовой проект, разработанный Центральным научно-исследовательским институтом экспериментального проектирования зрелищных зданий и спортивных сооружений. Работы завершились в 1972 году. Первоначально зал Гомельского цирка был рассчитан на 1856 зрителей, однако со временем для обеспечения должного уровня противопожарной безопасности количество мест пришлось существенно уменьшить.