Udsigt fra Mall Area, Main Grandstand North, Lower Tier
Banen blev designet af den tyske designer Hermann Tilke, som senere skulle designe baner i bl.a. Shanghai, Sakhir, Istanbul, Marina Bay og Yas Marina. Som en del af en række større infrastrukturprojekter i 1990’erne under Mahathir Mohamads regering blev Sepang International Circuit opført mellem 1997 og 1999 tæt på Putrajaya, landets dengang nyoprettede administrative hovedstad, med henblik på at være vært for Malaysias Grand Prix. I lighed med andre af landets baner er banen kendt for sit uforudsigelige fugtige tropiske vejr, der varierer fra klare ovnvarme dage til tropiske regnstorme.
Banen blev officielt indviet af Malaysias fjerde premierminister Mahathir Mohamad den 7. marts 1999 kl. 20:30 MST (UTC+08:00). Han indviede efterfølgende det første malaysiske Moto GP Grand Prix i Malaysia den 20. april 1999 (se Malaysias motorcykelgrandprix 1999) og det første malaysiske Formel 1 Petronas Grand Prix i Malaysia den 17. oktober 1999 (se Malaysias Grand Prix 1999).
Den 23. oktober 2011, på anden omgang af MotoGP Shell Advance Malaysian Grand Prix, døde den italienske motorcykelkører Marco Simoncelli efter et styrt i sving 11 på 2. omgang, hvilket resulterede i, at løbet blev afbrudt.
Banen blev fuldstændig renoveret i 2016, hvor flere hjørner blev omprofileret for at fremhæve mekanisk, snarere end aerodynamisk greb. Især blev det sidste hjørne hævet med ca. 1 meter, hvilket ifølge officials ville tvinge kørerne til at tage et senere toppunkt og udforske forskellige racerlinjer gennem hårnålen.
I oktober 2016 blev det rygtet, at Sepang-banen måske ville blive fjernet fra Formel 1-kalenderen på grund af faldende billetsalg, og afholdt sit nittende og sidste VM-grandprix i 2017. Løbet havde en kontrakt, der skulle udløbe i 2018, men dets fremtid havde været truet på grund af stigende værtsgebyrer og faldende billetsalg.