En 2010, la France a été retenue pour accueillir l'Euro 2016 de football et Toulouse figure parmi les villes organisatrices de ce grand événement sportif. La 4e ville de France ne pouvait être absente de ce rendez-vous international prestigieux. L'organisation de ce rendez-vous coïncide avec la volonté municipale de moduler le Stadium afin qu'il puisse aussi accueillir de grands spectacles musicaux. Sa restructuration est la première pierre d'un projet urbain de grande envergure. Elle initie le réaménagement de l'Île du Ramier inscrite dans le Grand Parc Garonne.
Ayant pour but de mettre le stade en conformité avec les règles de l'UEFA, ce projet a été conçu dans un souci d'économie (avec un coût total de 41,5 millions d'euros TTC) et d'efficacité. Avec une jauge globale à 33 150 places, plus confortable et mieux sécurisé, le Stadium permettra une visibilité totale du terrain à tous et sera aussi capable d'accueillir des concerts de 31.000 places. Il sera plus accessible grâce à la création d'une station de tramway sur le rond-point de la Croix de Pierre, d'un deuxième parvis d'entrée créé côté Est et d'une passerelle piétonne entre l'île et Empalot.
L'agence d'architecture Cardete et Huet a été sélectionnée pour mener ce projet.Les travaux débuteront en juin 2013 pour une livraison en octobre 2015 et la pelouse, quant à elle, sera totalement restructurée dès l'été 2014.