在举办制度方面，全运会历经指定举办到自主申办的制度变革。
如前文所言，全运会因为耗资巨大，所以最初比赛是国家指定城市举办。虽然国家财政予以一定的拨款，但主要的经费由承办的省市自筹，所以最初全运会是国家指定首都举办，在十年困难期一度停办全运会。1983年在上海举办的五运会是全运会首次离开首都，此后则扩大到北上广这三地轮流举办。
在广东举办1987年六运会和2001年九运会时，作为改革开放的前沿，广东率先引入市场营销模式，号称让全运会首次实现了盈利，再加之东部各省经济快速崛起，所以一些省份要求全运会不能只在北上广三地举办，于是，2001年国办发布《关于取消全国运动会由北京、上海、广东轮流举办限制的函》，全运会开始实行申办制，江苏成功申办了2005年十运会，此后东部各省开始积极申办全运会。
在比赛设项选择方面，全运会经历了多轮变革，最初侧重国防军事体育，在重返国际奥林匹克大家庭后形成了以奥运会比赛设项为指导的总体方针。如今，全运会在比赛项目方面开始注重竞技体育与群众体育并举。
我国首届全运会是在1959年建国十周年之际举办。当时的一大背景就是我国宣布退出国际奥委会，短期内不再参加奥运会等国际大赛，为提振士气，所以决定在1959年举办全国运动会。当时高层为体育题写的工作方针就是“发展体育运动，增强人民体质”，所以，当届全运会的口号也是这一题词，并且在比赛设项时非常有时代特色。
除了足、篮球等国际主流比赛项目外，还有两大类项目：第一类，以武术、围棋、赛马等为代表的中国传统体育项目，旨在弘扬文化自信；第二类，以无线电收发报、航空模型、航海模型、飞机跳伞为代表的国防军事体育类比赛项目，旨在倡导全体国民时刻警惕战争风险，锻炼身体保家卫国。这一比赛设项风格一直持续到1979年四运会之前。
1979年名古屋决议恢复中国在奥运会中的合法席位， 我国重返奥林匹克舞台。所以，从1979年四运会开始，全运会比赛设项和竞技规则开始根据奥运会进行大调整。这点在1987年六运会上最为突出，一举增设了大量奥运比赛项目，并随时根据奥运会新增项目而增设全运会比赛项目，同时删掉了大量非奥运项目。经过异常激烈的大辩论，最终武术作为唯一非奥项目得以在全运会保留。为突出奥运战略，奥运会项目和非奥运会项目在全运会施行不同的计分方法。
在2013年十二运会之前，全运会不仅拥有全部夏季奥运会的比赛项目，而且还设置了冬奥会的比赛项目。从2013年十二运会开始，体育总局决定全运会不再设冬季项目， 冬运会彻底 “自立门户”，做大自身IP，第十二届冬运会成绩则直接带入该届全运会。
