1955年，政府公开征求世界各地的设计作品，历经1年的时间，共征得来自32个国家，233个参赛作品。1957年，由4人组成的评委会审议这些设计方案，而最初这个设计方案却被埋没在废纸篓里面，其中一位名叫伊尔罗?萨里南的评委注意到了并很欣赏这张图纸，说服另外3位评委，最终丹麦建筑师约恩·乌松的设计中选。
悉尼歌剧院的建筑工程开始于1956年，耗资高达1200万澳币，1973年10月20日正式开幕。主持这一隆重庆典的，是英国女王伊丽莎白二世，出席开幕式的还有很多其他各国元首。当天，在小小的岬角上，共有100万身着盛装的观礼者，场面壮观盛大。
不过，歌剧院在建筑期间，却经历了重重困难。工程遇到的第一个难题，就是施工的难度太高。从构造施工角度看，尺度如此巨大的贝壳体很难被建造出来，最后设计师用预制钢筋混凝土制成，后在表面镶以瓷砖。由于施工难度大，乌松与工程人员日夜兼程，逐一解决了从整体布局、框架结构，到基础工程、内部装修的种种难题。
但施工进度，不得不一再拖延，工程的费用，一涨再涨，已超出了预计的费用。期间，为了筹措经费，除了募集基金外，澳洲政府还曾于1959年发行悉尼歌剧院彩券。也是因为资金问题，政府与乌松曾因为资金发生矛盾，最后乌松携妻子被迫离开澳大利亚。