Le Palais des sports est bâti à l'ouest de la rive droite de Rouen, dans l'eco-écoquartier Luciline, entre l'avenue du Mont-Riboudet et la Seine, à la sortie de l'A150 (Barentin - Le Havre). Ce quartier a été choisi pour la construction du palais car il est en totale rénovation, ce qui a permis de trouver un terrain pour construire l'édifice volumineux (31 500 m²), les espaces libres se faisant rares dans l'agglomération.

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