L'idea di costruire un circuito in questo lembo di pianura romagnola così legata al mutor, prende il via nei primi anni sessanta. Disegnato e realizzato sotto l'egida di Enzo Ferrari da un tecnico quale l'ingegner Cavazzuti, i lavori iniziarono nel 1970 e il 4 agosto 1972 venne collaudato: i giornali dell'epoca diedero un ottimo giudizio su quest'impianto. I nomi assegnati alle curve: bruta pela in dialetto, la curva del Tramonto, della Quercia, del Carro, entrarono con familiarità nei discorsi degli appassionati.

Dall'anno della sua inaugurazione fino ai nostri giorni il circuito subì numerosi interventi. Inizialmente il circuito aveva una lunghezza di 3.488 m e dotato di piccoli box all'aperto.

Il primo grande stralcio di lavori di modifica vi fu nel 1993 quando si diede avvio all'allungamento del tracciato portandolo da 3.488 m a 4.060 m. 

In occasione del ritorno del mondiale di motociclismo nel circuito Santamonica sono state effettuate importanti e radicali modifiche. Prima su tutte l'inversione del senso di marcia che è passato da antiorario ad orario con 8 curve a destra e 5 a sinistra, l'allungamento del circuito a 4.226 m, l'allargamento della pista a 14 metri, l'eliminazione della variante nella zona in prossimità della curva del circuito corto bruta pela, la costruzione di due nuovi lotti di tribune, oltre ad altre numerose modifiche in fatto di sicurezza.