沈阳体育学院运动训练学院创建于沈阳体育学院成立初期，最初为竞技指导科，1960年成立运动系后不久划出学院建制，但保留运动系（或沈阳体育学院分院）名义至1984年，于1989年恢复招生，2011年更名为运动训练学院。

运动训练专业是运动训练学院的唯一专业，现有专业学生2297人，专业教师88人。运动训练专业在2015年在辽宁省本科专业综合评价中排名第一；在《中国大学及学科专业评价报告(2017-2018)》中，排名全国第一。2008年运动训练专业被国家教育部、财政部评为国家高等学校特色专业，2007年、2011年、2016年、2017年运动训练专业先后被辽宁省教育厅评为示范专业、综合改革试点专业、转型发展试点专业、创新创业教育改革试点专业和向应用型转变示范专业。

运动训练专业自1989年恢复招生以来，为国家培养输送了1万余名各级各类优秀人才，他们中的突出代表，有的是奥运冠军、冠军教练、政府体育官员、优秀教师、企业家等，包括被江泽民主席授予“体坛尖兵”称号的八一速滑队运动员叶乔波；北京申办2022年冬奥会形象大使，并获得习近平总书记亲自接见的李妮娜；2006年获都灵冬奥会自由式滑雪空中技巧项目金牌的韩晓鹏；2016年在第31届夏奥会上夺得跆拳道女子67公斤以上级冠军的郑姝音。本专业培养的优秀运动员在奥运会、世锦赛、世界杯赛三大顶级赛事中，获得金牌118枚，奖牌281枚。以本专业学生运动员为主的国家自由式滑雪空中技巧队连续参加了第18—22届冬奥会，包揽我国冬奥史上雪上项目1金4银3铜共8枚奖牌，为我国的国家体育事业和奥运争光计划、全民健身计划做出了突出贡献。