Stadion Het door Wils ontworpen stadion bestaat uit betonconstructies bekleed met 2.000.000 bakstenen. De berekeningen van deze betonconstructies liet hij over aan G. Jonkheid. Met het oog op de stand van de zon bevindt de lengte richting zich in noord-zuidelijke richting. Op die manier wordt tevens de eretribune beschermd tegen de sterke westenwind. Tussen de atletiekbaan en de tribunes bevond zich oorspronkelijk een wielerbaan.
De hoofdingang van het stadion wordt gevormd door de Marathonpoort. In de Marathonpoort zijn twee hardstenen reliëfs aangebracht van Jan Altorf. In de jaren daarna werden de beelden enkele tientallen meters naar voren geplaatst. De afbeeldingen zijn van een man en een vrouw; de eerste een sportman en de tweede een klassiek figuur met palmtak. Sinds 2006 staan de reliëfs weer op de plek waar ze in 1928 werden neergezet. Hierboven bevindt zich een vlakke luifel met daarboven een groot muurvlak met daarop de Olympische ringen en het motto Citius, Altius, Fortius (sneller, hoger, sterker). Daar weer boven bevindt zich een balkon met zes decoratieve spanten. Ter weerszijden van de marathonpoort werden namen van Nederlandse overwinnaars van de Olympische Spelen gebeiteld. Deze traditie heeft men tot 1932 vol weten te houden en werd na de restauratie van het stadion voortgezet.
Achter de Marathonpoort bevindt zich de Marathontribune. Onder deze tribune bevonden zich kantoren, werk- en bergplaatsen. Aan de achterkant van het stadion lag de eretribune, die bestemd was voor leden van het koninklijk huis, officiële genodigden en de pers. Onder de eretribune bevond zich onder meer een telegraafkantoor, een persafdeling, de geneeskundige dienst en een laboratorium voor fysiologisch en antropologisch onderzoek. Op de eerste verdieping was een foyer en een wachtruimte met daarboven een wandelgang voor bezoekers. Onder de staan- en zittribunes bevonden zich kleedkamers en, aan de zuidzijde, een café (het tegenwoordige café Vak Zuid). Verder bevond zich in de noordoosthoek een telefooncentrale, de brandweer, secretariaten van diverse sportbonden en een politiebureau met een heuse gevangeniscel.
Op het Olympisch terrein bevonden zich verder een restaurant, een postkantoor (tegenwoordig beter bekend als het Olympiahuisje), een personeelswoning en het zwemstadion. Op het Olympiahuisje en de personeelswoning na zijn alle bijgebouwen na de Spelen afgebroken.
Marathontoren Om tegenwicht te bieden aan de overwegend horizontale lijnen van het stadion en als oriëntatiepunt werd midden op van het olympisch terrein de 46 meter hoge Marathontoren gebouwd, ook wel 'leftoren', 'het asbakje van Amsterdam' of 'het asbakje van de KLM-vliegers' genoemd. De toren bestaat uit een betonnen skelet met aan weerszijden vier bakstenen platen. Waar deze platen eindigen bevinden zich onder vier ver uitkragende luifels een zelfde aantal balkons, van waaraf bazuinblazers het begin van de marathon aankondigden. De diagonaal uitstekende betonplaten hierboven moesten het geluid van luidsprekers versterken.
Bovenop de toren in een groot, betonnen bekken brandde het eerste Olympische Vuur in de geschiedenis. Volgens sporthistoricus Jurryt van de Vooren was dit idee afkomstig van Wils zelf, die zich als socialist af wilde zetten tegen de christelijke partijen, die tegen de Spelen waren, omdat deze geen rekening hielden met de zondagsrust. Hij koos daarom voor een heidens symbool, vuur, als herkenningsteken voor de Spelen. Overdag zou er rook uit dit bekken moeten komen, en 's avonds vuur. Door licht te laten schijnen door de verticaal opgaande ramen werd de toren 's avonds extra geaccentueerd.
Van Tuyll van Serooskerkenmonument Ter ere van de in 1924 overleden oprichter van het NOC, Frederik Willem Christiaan Hendrik van Tuyll van Serooskerken, werd in 1928 links van de Marathonpoort een monument opgericht. De eveneens door Wils ontworpen sokkel doet enigszins denken aan De stijl. Op deze sokkel stond het beeld
De Olympische groet van de Haagse beeldhouwster Gra Rueb. Dit beeld is later verplaatst naar een eenvoudiger sokkel rechts van de Marathontoren. Na de Tweede Wereldoorlog werd het beeld enigszins omstreden omdat de afgebeelde Olympische groet door sommigen werd aangezien voor de Hitlergroet.
Wils paste het stadion keurig in het omstreeks 1915 door Berlage ontworpen Plan Zuid. Berlage zelf had op deze plaats industrieterreinen en derde klasse woningen van drie hoog gedacht. Berlage gaf zijn goedkeuring aan het ontwerp en ook was hij aanwezig tijdens de huldiging van Wils in het Stedelijk Museum op 30 juli 1928. Opmerkelijk is verder dat bij de latere uitvoering van Plan Zuid het ontwerp van Berlage is aangepast ten gunste van het stadion; zo is de Van Tuyll van Serooskerkenweg in de lengteas van het stadion aangelegd. Ook bij de aanleg van het Olympisch Kwartier aan het begin van de eenentwintigste eeuw is nadrukkelijk rekening gehouden met het stadion.