Erst durch die fortschreitende Industrialisierung um 1900, insbesondere durch die Nordwanderung des Bergbaus (Schachtanlage "Blumenthal") und der Eisenbahnindustrie, u. a. durch die Ansiedlung des Eisenbahnausbesserungswerkes nördlich der Trabrennbahn (heute Wohngebiet "Maybacher Heide"), wuchs der Stadtteil Recklinghausen-Hillerheide. 

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Der Neubau der Rennbahn bzw. die Verlegung des bestehenden Rennbahnareals "Hohenhorst" zum Standort "Hillerheide" erfolgte im Jahr 1907. Das erste Rennen auf der damaligen Galopprennbahn fand 1909 statt. 1921 wurde der Trabrennverein Recklinghausen e.V. gegründet. Ab 1927 wurden auf der 1.200 m langen Rennstrecke Trabrennen veranstaltet. Daneben wurde die Sportstätte für verschiedene Rad- und Motorradrennen sowie für Ballon-, Kunst- und Segelflugveranstaltungen genutzt. 

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Vor dem Ersten Weltkrieg diente das Areal zudem für Feldübungen. Nach dem Krieg und im Rahmen der Ruhrbesetzung wurden die Trabrennbahn und die Gebäude im Zeitraum von 1920 bis 1925 durch die französische bzw. belgische Kavallerie als Feld- sowie als Gefangenen- und Heimkehrerlager genutzt. Die damaligen Gebäudeanlagen sind während der Besetzung vollständig zerstört worden.

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Bis zu Beginn des Zweiten Weltkriegs wurden neue Tribünen- und Stallgebäude errichtet. Während der Zeit des Nationalsozialismus ist die Trabrennbahn wiederholt für Propaganda-Aufmärsche der NSDAP und Reichsjugendkämpfe genutzt worden. 

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Nach Ende des Zweiten Weltkriegs fanden umfassende Umbau- und Modernisierungsarbeiten an den Gebäuden, Außenanlagen und dem Geläuf statt. Seither galt die Anlage als die schnellste Trabrennbahn Deutschlands. Zwischen 1959 und 1979 erfolgten weitere Ausbauten von Tribünen- und Stallgebäuden sowie Investitionen in die erste bahninterne Fernsehanlage, Elektronen-Toto und die hellste Flutlichtanlage Europas. 

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1974 wurden auf der Anlage die Weltmeisterschaften im Trabrennen vor rund 120.000 Zuschauern durchgeführt. Zu Spitzenzeiten fanden an mehr als 75 Renntagen im Jahr über 970 Rennen mit etwa 500.000 Besuchern statt. Dabei wurden Jahresumsätze von über 50 Millionen DM erzielt. 1990 waren 170 Trainer auf der Anlage tätig und in den Stallungen standen bis zu 550 Traber. 

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Zuletzt wurde 1991 der Innenraum des Renngeläufs zu einer Golfsportanlage ausgebaut. In den folgenden Jahren ging die Beliebtheit des Pferderennsports deutschlandweit zurück. Der Trabrennverein Recklinghausen e.V. geriet in finanzielle Schwierigkeiten und musste schließlich im Jahr 2003 Insolvenz anmelden und die Einstellung des regelmäßigen Rennbetriebs verkündigen. 2006 kam der Rennbetrieb schließlich völlig zum Erliegen.

Die in den nächsten Jahren unternommenen Versuche, den Trabrennsport in Hillerheide zu reaktivieren, brachten nicht den gewünschten Erfolg. Während der Insolvenz verwahrlosten das Gelände und die Tribünengebäude zunehmend. Lediglich die Stallanlagen wurden noch durch Hobby- und einzelne professionelle Trabrennsportler genutzt. Daneben erfreute sich die Golfplatzanlage im Rennbahnoval bis zuletzt großer Nutzerzahlen. 

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Mit Aufhebung des zugunsten des Trabrennvereins bestehenden Erbbaurechts im Frühjahr 2016 wurde die Stadt Recklinghausen wieder alleinige Eigentümerin des Grundstücks. Zur Vorbereitung der Flächenentwicklung wurden alle Nutzungen (Trabrennsport, Golf, Angeln) zwischen 2016 und 2018 beendet. 

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