Le monument, adossé au côté sud de la colline de l'acropole et construit en matériaux volcaniques, mesure environ 102 mètres de diamètre et pouvait accueillir au moins 7 000 spectateurs. Aujourd'hui, la plupart des cavea [les terrasses], un bord de l'orchestre et une petite partie de la scène sont visibles.

La cavea repose sur trois hauts couloirs voûtés conçus pour faciliter la circulation du public. Les sections médiane et inférieure, divisées horizontalement en trois parties par deux passages (praecinctiones), sont divisées verticalement en neuf coins par huit escaliers. Les sièges sont en calcaire, les rangées inférieures des deuxième et troisième coins sont toutefois habillées de marbre, le théâtre étant réservé aux personnages.

L'orchestre aussi était pavé de marbre. Derrière la cavea centrale se dressait un haut mur séparant la partie supérieure, accessible par deux escaliers situés sur le mur extérieur du théâtre. La fonction de la plate-forme au centre de cette section reste incertaine: elle portait peut-être un petit temple comme dans d'autres théâtres italiques et nord-africains. La chronologie du bâtiment est très discutée. Certes, il était utilisé jusqu'à la fin de l'Antiquité pour des travaux d'aqueduc et peut-être aussi pour le théâtre. Sous sa forme actuelle, il semble dater des premières décennies du deuxième siècle de notre ère.
Des vestiges architectoniques relatifs à au moins deux phases antérieures ont été identifiés dans différentes parties du monument et ont été attribués au premier siècle de notre ère (époques julien-claudienne et flavienne). De plus, il est probable que le théâtre romain se soit superposé au théâtre grec classique - le théâtre dans lequel Alcibiade a parlé aux habitants de Catane pendant la guerre du Péloponnèse. Parmi les structures antérieures appartenant à la ville grecque, cependant, aucun reste définitif n'a encore été identifié.

Au XIe siècle, sur l'ordre du comte Roger, le théâtre fut dépouillé de son vêtement de marbre, qui fut largement utilisé dans la construction de la cathédrale. Dans la seconde moitié du dix-huitième siècle, le prince de Biscari commença les fouilles du monument en récupérant, entre autres, des inscriptions, des décorations en marbre et des fragments de statue (aujourd'hui au musée civique).
L'année 1935 a vu la démolition de certains bâtiments qui avaient envahi la cavea au cours des siècles, opération qui reste aujourd'hui inachevée. Les dernières décennies ont vu la restauration de certaines parties visibles du théâtre. Enfin, en 1979 et 1980, les recherches menées par la Surintendance archéologique de Syracuse et l’Université de Catane, ainsi que l’identification d’éléments utiles pour la datation des différentes phases de la construction, ont également mis au jour d’importants vestiges de l’appareil de théâtre.