Facket Unite organiserade rallyt vid byråns huvudkontor i Derbyshire.
Fackföreningen har krävt ett slut på "Victorian Working Practices" och krävde att personalen skulle få en levande lön på 7,85 pund i timmen.
Sport Direct sade casual arbetstagare får semester och sjuklön, och ingår i incitamentsprogram.
Protesten på företagets huvudkontor var en av omkring 40 som hölls på onsdag, med Sports Direct butiker över hela landet också som måltavla.
En talesman för Sports Direct sade: " En stor del av kommentaren kring gruppens användning av noll timmar har varit ogrundad och felaktig.
"Gruppen uppfyller till fullo alla rättsliga krav som rör tillfälliga arbetstagare, inklusive semester- och sjuklön och frihet att få annan anställning.
"Kassarbetare omfattas också av allmänna incitamentssystem."
Unite sa att uppskattningsvis 3000 arbetare är på noll-timmars kontrakt på Sports Directs Shirebrook högkvarter.
Ytterligare 75 % av personalen i Storbritanniens butiker har också nolltimmarsavtal, och Sports Direct står för en femtedel av alla sådana kontrakt inom detaljhandeln, enligt Unite.
En institutionell investerare, Royal London Asset Management, krävde tidigare att Sports Direct-grundaren Mike Ashley skulle avgå och åberopade sin ilska över att han inte deltog i fyra styrelsemöten.
Ashley Hamilton Claxton från Royal London Asset Management, sade: "Vi har förlorat förtroendet för styrelsen och är mycket oroade över den långa listan över företagsstyrning brister som inte har åtgärdats."
Men både Ashley och Sports Directs ordförande Keith Hellawell omvaldes till styrelsen vid mötet.
Unite representant Cheryl Pidgeon sade: "Vi vill ha ett slut på noll-timmars kontrakt - eftersom ungdomar inte kan stå "för alltid och en dag" att vara på noll-timmars kontrakt.
"Vi tycker att Sports Direct tjänar tillräckligt med pengar för att se till att deras anställda har värdighet, respekt och rättvisa löner."
En Dickensisk protest har hållits för att motsätta sig Sports Directs användning av nolltimmarskontrakt på bolagets årsstämma.