Việc quy hoạch nhà hát Opera Sydney bắt đầu cuối thập niên 40 của thế kỷ 20 khi Eugene Goossens, giám đốc của Nhạc viện bang New South Wales vận động hành lang cho một địa điểm xây nhà hát lớn. Tại thời điểm đó, địa điểm cho các chương trình kịch được tổ chức ở Tòa Thị chính Sydney, nhưng địa điểm này không đủ rộng. Đến năm 1954, Goossens đã thành công trong việc nhận được ủng hộ của Thống đốc bang New South Wales, Joseph Cahill - người đã kêu gọi thiết kế nhà hát opera tinh tế. Goossens chính là người đã kiên quyết lựa chọn Bennelong Point làm địa điểm xây nhà hát. Cahill muốn địa điểm này gần Nhà ga xe lửa Wynyard ở tây bắc Sydney CBDhw.

Cuộc thi thiết kế do Cahill tổ chức nhận được 233 đề án. Thiết kế cơ sở được chấp thuận năm 1955 và được trình lên bởi Jorn Utzon, một kiến trúc sư người Đan Mạch. Utzon đã đến Sydney vào năm 1957 để giúp giám sát công trình. Khu The Fort Macquarie Tram Depot tọa lạc tại vị trí được chọn xây nhà hát đã được đập bỏ năm 1958 và lễ khởi công xây dựng nhà hát bắt đầu vào tháng 3 năm 1959. Dự án được chia làm 3 giai đoạn. Giai đoạn I (1959–1963) bao gồm việc xây dựng dãy ghế vòng bên trên. Giai đoạn II (1963–1967) xây dựng các vỏ sò bên ngoài. Giai đoạn III xây dựng và thiết kế nội thất (1967–1973).