1956年（昭和31年）、それまで春と秋の年2回、持ち回りで開催されてきた全国争覇競輪（現　日本選手権競輪）が、年間最高位選手決定戦という意味合いから年1回（10月）開催となり、開催場も後楽園競輪場に固定されることになった。それに代わる春の祭典として、川崎、大阪中央、名古屋という当時の三大競輪場の持ち回りの特別競輪として新設されたのが「全国オールスター争覇競輪」である。

記念すべき第1回は1956年（昭和31年）5月に川崎競輪場で開催された。

その後、大阪中央競輪場（※1）が廃止となり岸和田競輪場での開催となった1964年（昭和39年）の第9回大会から「オールスター競輪」と名称を改めた。また、1972年（昭和47年）に大垣競輪場で開催された第15回大会より全国各競輪場の持ち回りとなり、開催月も秋へと移った。のち、開催月は数度変更されているが、現在は8月に開催されている。

2021年（令和3年）いわき平競輪場で行われた第64回大会より6日制のナイターでの開催となった。また、第64回大会から第67回大会までは一次予選の勝ち上がりが一次予選2走のポイント制で行われていたが、今年函館競輪場で行われる第68回大会は着位による勝ち上がりへと変更された。

オールスター競輪の特徴として、ファン投票が行われ、ファンが出場選手の選考に影響を与えることができるといったことが挙げられる。また、出場選手の中でもファン投票得票上位選手はドリームレースとオリオン賞レースに出走することができる。出走選手全員が準決勝に進出することができる（※2）シャイニングスター賞へはドリームレースとオリオン賞レースからしか勝ち上がれないため、ファン投票の結果が重要といえる。

※1　大阪中央競輪場　　1950年3月～1962年3月（廃止）
※2　失格等の場合を除く