A história do autódromo de Interlagos começa na década de 20, quando teve início o processo de urbanização da cidade de São Paulo.
Em 1926, a empresa imobiliária de construção civil Auto-Estradas S.A. (AESA), dirigida pelo engenheiro britânico Louis Romero Sanson, projetou o bairro Balneário Satélite da Capital, situado entre as represas Guarapiranga e Billings, construídas em 1907 pela Light, para abastecer a cidade com água e energia elétrica.
O ambicioso projeto de Sanson incluía a construção de grandes vias, de um estádio com pista atlética, quadras esportivas, lagos para iatismo e um autódromo. Para a elaboração do planejamento, contratou o urbanista francês Alfred Agache, que havia trabalhado no Plano para Remodelação, Expansão e Embelezamento do Rio de Janeiro. Foi a partir de uma observação de Agache, que achou o local parecido com a cidade Interlaken, na Suíça, que o bairro passou a ser chamado Interlagos.
A quebra da bolsa de Nova York, em 1929, entretanto, afetou o país e frustrou os planos de Sanson. As revoluções nacionais de 1930 e 1932 também contribuíram para a estagnação do projeto.
Mas mesmo em meio à crise, o Brasil começava a despertar para os esportes automobilísticos nessa época. Desde o início do século pequenos campeonatos locais eram organizados por clubes automotivos, e, no dia 8 de outubro de 1933, foi realizada a primeira corrida de automóveis de caráter internacional do país, o 1º Grande Prêmio Internacional da Cidade do Rio de Janeiro. A prova aconteceu no chamado Circuito da Gávea, também conhecido como Trampolim do Diabo, nas ruas da cidade, como era costume na época, com largada na rua Marquês de São Vicente.
O sucesso das corridas do Rio incentivaram a realização do 1º Grande Prêmio Internacional Cidade de São Paulo, no dia 12 de julho de 1936, em um circuito com largada na av. Brasil. A prova, entretanto teve um imprevisto grave: a piloto francesa Hellé-Nice perdeu o controle de seu Alfa Romeo no final da corrida e atropelou o público. O acidente resultou na morte de quatro pessoas e deixou outras 37 feridas.
O acontecimento trágico mobilizou o então diretor do Automóvel Club do Brasil e diretor jurídico do Banco do Comércio e Indústria de São Paulo, Eusébio de Queiroz Mattozo. Matozzo percebeu a urgência em ter um autódromo no país e solicitou a Sanson que acelerasse as obras do circuito de Interlagos.
Sanson fez uma extensa pesquisa sobre os melhores autódromos do mundo, como Indianápolis, Roosevelt Raceway (EUA), Brooklands (Inglaterra) e Monthony (França), e consultou engenheiros e técnicos especializados, além de pilotos experientes.
A construção teve início em 1938 e a pista ficou pronta no final do ano seguinte, com seus 7.960 m da concepção original. Mesmo sem a conclusão de todo o projeto original -que incluía arquibancadas, lanchonetes, banheiros, boxes, torre de transmissão e estacionamento para 10 mil carros-, por falta de recursos financeiros da AESA, o autódromo foi aprovado pelo Automóvel Club do Brasil. Em função das chuvas que assolaram a cidade no período, a inauguração oficial do circuito, prevista para 19 de novembro, foi adiada para o ano seguinte.
O autódromo de Interlagos foi inaugurado no dia 12 de maio de 1940, com o 3º Grande Prêmio Cidade de São Paulo e uma prova de motocicletas. Cerca de 15 mil pessoas compareceram à abertura do primeiro autódromo do Brasil. A corrida foi vencida pelo piloto brasileiro Nascimento Júnior, em um Alfa Romeo 3500 cm³, seguido por Chico Landi em seu Maserati 3000 cm³, e Geraldo Avellar em um Alfa Romeo 2900 cm³
Nos anos seguintes, pilotos de destaque no Brasil, como Landi, Carlos Guinle, Sabbado D'Angelo e Manuel de Teffé, ajudaram a chamar a atenção do mundo para o autódromo de Interlagos.
O circuito sediou sua primeira corrida internacional, a Circuito Internacional de Interlagos, em 30 de março de 1947, com carros Grand Prix, antecessores da Fórmula 1.
O circuito foi administrado pela AESA até 1954, quando foi vendido por um valor simbólico ao comitê de celebração do IV Centenário da Cidade de São Paulo.
Em 1957, a pista foi dividida em dois circuitos: um anel externo, com extensão de 3.205m, para corridas de alta velocidade, e outro, o completo, para provas que exigiam mais habilidade dos pilotos.
No final de 1967, o autódromo foi fechado para reformas e voltou a funcionar em 1º de março de 1970. Em 1971, mais ajustes foram providenciados para a chegada da Fórmula 1 ao país.
Em 30 de março de 1972, o autódromo sediou pela primeira vez uma corrida da categoria. A competição, entretanto, não contou pontos para o campeonato mundial. A corrida foi vencida pelo argentino Carlos Reutemann, seguido pelo sueco Ronnie Peterson e pelo brasileiro Wilson Fittipaldi Jr.
Com o sucesso do evento, o Brasil passou a integrar, já no ano seguinte, o calendário oficial do Campeonato Mundial de Fórmula 1. A primeira prova brasileira aconteceu em 11 de fevereiro de 1973 e foi vencida por Emerson Fittipaldi, seguido pelo escocês Jackie Stewart e pelo neozelandês Dennis Hulme.
Em 1978 a prova foi transferida para o autódromo de Jacarepaguá, no Rio de Janeiro, inaugurado em 1966 e reformado de acordo com exigências da FIA em 1977. No ano seguinte, entretanto, o evento voltou a ser realizado em São Paulo.
Em 1980, a prefeitura de São Paulo não conseguiu liberar os recursos necessários para manter o autódromo no nível mínimo exigido pelas autoridades desportivas, preferindo abrir mão do evento. A prefeitura do Rio de Janeiro aproveitou então a oportunidade e em 1981 o GP do Brasil foi novamente transferido para o circuito de Jacarepaguá, onde aconteceu até 1989.
Nesse período, o autódromo de Interlagos passou por obras de pequeno porte e recebeu uma série de outros campeonatos, como Fórmulas Ford, 2 e 3, Super Vê, Vw e Turismo. Em 1985, o autódromo passou a se chamar José Carlos Pace, em homenagem a um dos grandes nomes do automobilismo nacional, morto em 1977 em um acidente aéreo.
No final de 1989, aconteceu o inverso: a prefeitura do Rio de Janeiro não teve verba para manter o evento e a prefeita de São Paulo na época, Luiza Erundina, e o então presidente da Confederação Brasileira de Automobilismo (CBA), Piero Gancia, uniram esforços e trouxeram o GP do Brasil de volta para a cidade. O autódromo de Interlagos passou por uma série de reformas, com construção de novos boxes e torre de controle, e o percurso foi encurtado para 4.325 km, de acordo com a tendência atual de circuitos com no máximo 4.500m de extensão.
A reinauguração aconteceu no dia 23 de março de 1990. A corrida foi vencida pelo francês Alain Prost, com o austríaco Gethard Berger em segundo lugar e o brasileiro Ayrton Senna em terceiro. Desde então, melhoramentos têm sido introduzidos a cada ano, mantendo sempre o circuito atualizado, acompanhando a constante evolução do automobilismo.