Vilniaus istorijos tyrinėtojo Antano Rimvydo Čaplinsko (1939–2011) nuomone Vingio parko istorija prasideda XVI amžiuje. Lukiškių šile (tuomet vadintame Radvilų Lukiškėmis) stovėjo Vilniaus vaivados Mikalojaus Radvilos Juodojo dvaras.
Kurį laiką čia glaudėsi protestantai. XVI a. pabaigoje Radvilos Juodojo sūnus Stanislovas Radvila (1559–1599), Žemaitijos seniūnas, perėjęs į katalikybę, Lukiškių dvarą su visais buvusiais pastatais, sodais ir laukais padovanojo jėzuitams vasarvietei įrengti.
Jėzuitai pagal architekto J. K. Glaubico projektą pasistatė didingus trijų aukštų rūmus su mansardomis. 1773 m. likvidavus jėzuitų ordiną Jėzuitų Lukiškės – rūmai ir žemė – atiteko Vilniaus vyskupui J.I. Masalskiui. Jis įrengė parapinių mokyklų mokytojų seminariją ir bendrabutį dviem šimtams žmonių. Rytinėje parko dalyje buvo įkurtas žvėrynas.
Po vyskupo mirties 1794 m. rūmus paveldėjo Potockiai ir pardavė grafui Zubovui, o pastarasis – Vilniaus generalgubernatoriui L. Benigsenui. 1812 m. čia ištisą mėnesį viešėjo caras Aleksandras I su savo generaliniu štabu. Įsigeidęs čia turėti nuolatinę vasarvietę, Aleksandras I už 12 000 dukatų iš Benigseno įsigijo visą Vingio teritoriją su rūmais.
1812 m. caro garbei rengiant pokylį paaiškėjo, kad visi svečiai rūmuose netilps. Vilniaus universiteto architektūros profesorius Mykolas Šulcas pastatė dailią pavėsinę, kurioje turėjo vakarieniauti caras su aukštuomene. Likus porai valandų iki vakarienės netikėtai nuvirto pavėsinės stogas.
Išsigandęs, kad bus apkaltintas pasikėsinimu, architektas nusiskandino. Nepaisant šio tragiško incidento puota įvyko, o jai besibaigiant gauta žinia, jog Napoleono kariuomenė persikėlė per Nemuną ir artėja prie Vilniaus.
Į Vilnių įžengę prancūzai 1812 m. rūmuose įrengė karo ligoninę. Ji sudegė kartu su sužeistaisiais.
XIX šimtmečio viduryje parko teritorijoje buvo įrengtas karinio inžinerijos dalinio mokymų laukas ir artilerijos poligonas. Ant vaizdingo Neries kranto 1857 m. Vilniaus karinio gubernatoriaus V. Nazimovo iniciatyva buvo įrengtas populiarus vasaros kurhauzas.
Lenkmečiu, 1920 m. Vingyje pradėti sodinti Stepono Batoro universiteto botanikos sodo sodinukai, buvo suformuotas gausus augalų parkas.
1930 m. čia pastatyti Lenkijos kariuomenės sandėliai, nutiestas siaurasis geležinkelis.
Pokario metais jis buvo pritaikytas vadinamajam pionierių geležinkeliui, kuris veikė nuo 1946 iki 1984 metų. Trasos ilgis buvo 1,6 km. Traukinys stodavo Komjaunimo, Sporto ir Pionierių stotyse, o jį aptarnaudavo paaugliai raudonais kaklaraiščiais. Dabar buvusių bėgių vietoje eina patogus asfalto takas (už Vingio parko estrados).
1960 metais didžiojoje laukymėje vos per 11 mėnesių slapukaujant nuo Maskvos priežiūros buvo pastatyta Vingio parko estrada. Beje, anksčiau, 1959-aisiais, pagal architekto Alar Kotli projektą tokia pati estrada pastatyta Taline. Šioje estradoje nuolat rengiamos dainų šventės, o Atgimimo metais čia vyko didžiausi Persitvarkymo Sąjūdžio mitingai.
1954 metais parke buvo pastatytas „Darbo rezervų“ stadionas.
Dabar jis vadinamas stadionu „Vingis“. Pernai įvyko oficialus atnaujinto stadiono atidarymas – buvo renovuoti bėgimo takai, šuolių ir metimų sektoriai, kėdės tribūnose, administracinis pastatas, drabužinės, įrengti inžineriniai tinklai. Atnaujinimo darbai tuo nesibaigė, per kelerius metus bus įrengti greta stadiono esantys teniso aikštynai, sutvarkyta lauko treniruoklių salė, inventoriaus sandėlis, stadionas bus aptvertas ir apšviestas, sutvarkytos vandentiekio sistemos.
Vingio parke laiką mėgsta leisti pačių įvairiausių sporto šakų mėgėjai ir profesionalai. Šalia Lietuvos olimpiniam sporto centrui priklausančio „Vingio“ lengvosios atletikos stadiono Vilniaus regbininkų iniciatyva įrengta šios sporto šakos aikštė, kurioje vyksta net tarptautinės rinktinių lygio varžybos.
Net sunku įsivaizduoti, kiek įvairiausių istorijų matė ši nuostabi Neries vingio teritorija.