Το αρχαίο θέατρο βρίσκεται βορειοδυτική γωνία του ιερού του Απόλλωνα και στη συνέχεια του περιβόλου του. Η πληθώρα των γραπτών αναφορών που έχουμε για αυτό μας κάνουν να γνωρίζουμε με πολλές λεπτομέρειες τις μορφές που λάμβανε κατά τη διάρκεια των αιώνων αλλά και το είδος των παραστάσεων που φιλοξενούσε.
Αρχικά οι ιστορικοί πιστεύουν ότι είχε ξύλινα καθίσματα αλλά είναι πιθανό οι επισκέπτες να κάθονταν και στο έδαφος. Το θέατρο πήρε τη σημερινή του μορφή κατά τον 4ο αιώνα π.Χ. όταν έγινε πέτρινο ενώ ακολούθησαν ανακαινίσεις που συνεχώς πρόσθεταν καινούρια στοιχεία. Σήμερα ο επισκέπτης μπορεί να παρατηρήσει ότι ένα κεντρικό διάζωμα το χωρίζει σε δύο ζώνες με την ανώτερη να διαθέτει 8 σειρές εδωλίων και την κατώτερη 27. Οι ακτινωτές κλίμακες χωρίζουν το θέατρο σε 6 κερκίδες ενώ η συνολική χωρητικότητά του υπολογίζεται σε 5.000 θεατές.
Κατά την αρχαιότητα η εμβέλειά του ήταν ανάλογη αυτής του αρχαίου σταδίου της Ολυμπίας καθώς αντιπροσώπευε πνευματικά, καλλιτεχνικά ιδεώδη, ενώ φιλοξενούσε πλήθος θεαμάτων που λάμβαναν χώρα στο πλαίσιο των Πυθίων. Πιο συγκεκριμένα σε αυτό τελούνταν αγώνες φωνητικής και ενόργανης μουσικής, αλλά και μία σειρά θεατρικών παραστάσεων και θρησκευτικών τελετουργιών που συγκέντρωναν πλήθος κόσμου.