Les gradins du théâtre romain sont adossés aux pentes abruptes de la colline de Pipet dont le sommet formait à l'époque antique, grâce à d'importants travaux de soutènement, une esplanade cultuelle qui constituait avec ses temples et statues divines une extension sacrée du théâtre. Sa capacité d'environ 13 000 spectateurs faisait du théâtre de Vienne l'un des plus grands théâtres urbains de l'empire romain, le deuxième de Gaule après celui d'Autun. D'après des fouilles récentes, il semblerait aujourd'hui que la construction du théâtre fut un des grands chantiers urbains des années 40-50 après J.-C., ce qui n'exclut pas des réaménagements postérieurs. Au IIe siècle, il fut doublé d'un second théâtre plus petit, l'Odéon, construit à proximité sur le versant sud du ravin de Saint-Marcel. Par son plan et son organisation générale, il était conforme au modèle latin du théâtre de pierre, même si l'ancrage sur le rocher a déterminé des dispositifs particuliers. Des galeries annulaires voûtées constituaient l'ossature d'appui des gradins de la cavea et servaient pour la circulation des spectateurs. La façade du mur de scène, rythmée par un décor de colonnes et de statues, et les bâtiments de scène latéraux formaient avec la conque de gradins un ensemble clos, sans échappée sur l'extérieur.