Il teatro, che sorge nella zona a est del Circo Flaminio, fu iniziato da Cesare e terminato da Augusto nel 17 a.C., quando fu utilizzato per i giochi secolari, ma la dedica ufficiale si ebbe solo nel 13, o forse nell'11 a.C. a nome del genero ed erede designato di Augusto, Marcello, morto prematuramente.

La facciata esterna della cavea, tutta in travertino, era costituita in origine da 41 arcate, inquadrate da 42 pilastri. Dei tre piani sono conservati parte del primo e del secondo, di ordine dorico e ionico, mentre del terzo (un attico chiuso con paraste corinzie) furono viste solo poche tracce. L'altezza originaria era di m 32,60 circa (quella conservata è di poco più di 20). Sulle chiavi dei fornici erano grandi maschere teatrali in marmo.

Il deambulatorio interno e i muri radiali dei cunei sono in opera quadrata di tufo per i primi 10 metri; nella parte più interna in opera cementizia, con paramento in reticolato. Gli ambulacri interni sono in mattoni (un importante esempio di uso del mattone all'inizio dell'età augustea). La volta della stanza posta in fondo all'ingresso centrale era decorata di stucchi figurati.

Si è calcolato che la cavea (diametro m 129,80) potesse contenere 15.000 spettatori e, in condizioni di particolare affollamento, fino a 20.000.

Al di là dell'orchestra era la scena, della quale non resta quasi nulla. Essa era affiancata da due aule absidate, di una delle quali, quella di sinistra, rimangono ancora in piedi un pilastro e una colonna. Seguiva, dietro la scena, una grande esedra, con due tempietti (Pietas e Diana ?).