O estádio original foi construído pelo Rio Branco Atlético Clube e inaugurado em 1983. Três anos depois, registrou seu maior público: 32.328 pagantes e público presente estimado extraoficialmente em mais de 50 mil pessoas, para o jogo entre Rio Branco e Vasco da Gama pelo Campeonato Brasileiro da Série A. Em 2008, foi comprado pelo Governo do Estado do Espírito Santo.

Mesmo o Espírito Santo não sendo sede da Copa do Mundo de 2014, o estádio passou por uma ampla reforma, sendo utilizado como local de treinamento para a seleção de Camarões durante o Mundial. Em 2015, foi disputado no estádio um amistoso entre a Seleção Brasileira Olímpica e a Seleção Paraguaia Olímpica, jogo vencido pela Seleção Brasileira por 4 a 1, com público aproximado de 16.000 pagantes.

A capacidade atual para jogo no estádio é de aproximadamente 22 mil pessoas. São mais 43.425,54 m² de área construída. O campo tem 105m x 68m, que é o padrão obrigatório adotado para gramados em Copa do Mundo e finais de campeonatos, conforme exigências dos órgãos máximos do futebol.

O Estádio Estadual Kleber Andrade também foi aprovado pelo Comitê Organizador dos Jogos Olímpicos e Paralímpicos Rio 2016 e consta do Guia de Locais de Treinamento Pré-Jogos, lançado pelo Comitê durante as Olimpíadas de Londres/2012 para toda a comunidade esportiva internacional.

Outra finalidade do Estádio é o de promoção a eventos culturais. O primeiro show realizado no estádio foi o de Paul McCartney, que se apresentou no dia 10 de novembro de 2014 para um público de 33 mil pessoas. Esta foi a primeira vez que McCartney se apresentou no estado e também o primeiro grande show em um estádio no Espírito Santo.