Vue de la zone commerciale, tribune principale nord, gradin inférieur
Le circuit a été conçu par le designer allemand Hermann Tilke, qui concevra par la suite des circuits notamment à Shanghai, Sakhir, Istanbul, Marina Bay et Yas Marina. Dans le cadre d’une série de grands projets d’infrastructure menés dans les années 1990 sous le gouvernement de Mahathir Mohamad, le circuit international de Sepang a été construit entre 1997 et 1999 près de Putrajaya, la capitale administrative du pays alors nouvellement fondée, dans l’intention d’accueillir le Grand Prix de Malaisie. Comme d’autres circuits du pays, le circuit est connu pour son climat tropical humide imprévisible, variant de journées chaudes et claires à des tempêtes de pluie tropicales.
Le circuit a été officiellement inauguré par le 4e Premier ministre de Malaisie Mahathir Mohamad le 7 mars 1999 à 20:30 MST (UTC+08:00). Il a ensuite inauguré le premier Grand Prix de Malaisie Moto GP le 20 avril 1999 (voir Grand Prix de Malaisie moto 1999) et le premier Grand Prix de Malaisie Petronas de Formule 1 le 17 octobre 1999 (voir Grand Prix de Malaisie 1999).
Le 23 octobre 2011, lors du deuxième tour du Grand Prix Shell Advance de Malaisie de MotoGP, le pilote moto italien Marco Simoncelli est décédé à la suite d’un accident dans le virage 11 du deuxième tour, entraînant l’abandon de la course.
Le circuit a été entièrement resurfacé en 2016, avec plusieurs virages reprofilés pour mettre l’accent sur l’adhérence mécanique, plutôt qu’aérodynamique. Notamment, le dernier virage a été surélevé d’environ 1 mètre, ce qui, selon les officiels, obligerait les pilotes à prendre un apex plus tardif et à explorer différentes lignes de course dans l’épingle à cheveux.
En octobre 2016, il a été dit que le circuit de Sepang pourrait être retiré du calendrier de la Formule 1 en raison de la baisse des ventes de billets, et a tenu son dix-neuvième et dernier Grand Prix du championnat du monde en 2017. Le contrat de la course devait expirer en 2018, mais son avenir avait été menacé en raison de la hausse des frais d’hébergement et de la baisse des ventes de billets.