Η πρώτη ανασκαφική έρευνα με την οποία εντοπίστηκε το Α΄ αρχαίο θέατρο πραγματοποιήθηκε το 1910, όταν ο τότε Έφορος Αρχαιοτήτων Απ. Αρβανιτόπουλος αποκάλυψε τμήμα την σκηνής του. Στις αρχές του 20ου αι., πάνω από μνημείο (που δεν ήταν ορατό), διανοίχτηκε οδός και οικοδομήθηκαν διάφορα κτίσματα (οικίες, εργαστήρια, καταστήματα), μερικά από τα οποία, με τις βαθιές θεμελιώσεις τους, επέφεραν ανεπανόρθωτες ζημιές στο μνημείο. Από το 1977 άρχισε από το ΙΕ’ Εφορεία Πρϊστορικών και Κλασικών Αρχαιοτήτων η συστηματική προσπάθεια για την πλήρη αποκάλυψη και ανάδειξη του μνημείου με ανασκαφές και απαλλοτριώσεις κτιρίων, η οποία συνεχίζεται.
Το Α’ αρχαίο θέατρο της Λάρισας οικοδομήθηκε κατά το α’ μισό του 3ου αι. π.Χ., στα χρόνια του βασιλιά της Μακεδονίας Αντιγόνου Γονατά, καθώς μετά τον θάνατο του Μεγ. Αλεξάνδρου, κατά την ελληνιστική εποχή, η Θεσσαλία αποτελούσε τμήμα του βασιλείου της Μακεδονίας. Η θέση κατασκευής του , στις νότιες υπώρειες του λόφου της ακρόπολης, υπαγορεύθηκε από τη θέση της πόλης, και για τον λόγο αυτό δεν συνάδει με την οδηγία του ρωμαίου αρχιτέκτονα Βιτρούβιου, για την επιλογή της θέσης των θεάτρων: «πρέπει να λαμβάνεται πρόνοια ώστε το θέατρο να μην είναι εκτεθειμένο στο νότο, διότι ο αέρας που εγκλωβίζεται στο κοίλο, όταν ο ήλιος γεμίζει το ημικύκλιο των θεατών, περιφέρεται εκεί και θερμαίνεται» (Περί Αρχιτεκτονικής, V, III, 2).
H κατασκευή του συνδέεται με την τέλεση θεατρικών και μουσικών παραστάσεων, αλλά και με πολιτικές δραστηριότητες που σχετίζονται με την διοίκηση του Κοινού των Θεσσαλών. Η παλιότερη αναφορά στο Α’ αρχαίο θέατρο προέρχεται από μια επιγραφή του α’ μισού του 2ου αι. π.Χ.: πρόκειται για μία δικαστική απόφαση που αναφέρεται στην καταπάτηση, από έναν ιδιώτη, μέρους του περιβάλλοντος χώρου του θεάτρου.
Το μνημείο έχει την τυπική διάρθρωση του ελληνιστικού θεάτρου με τα τρία βασικά στοιχεία:
κοίλο – ορχήστρα – σκηνή
Το κυρίως θέατρο χωρίζεται με δέκα κλίμακες ανόδου σε έντεκα κερκίδες, με είκοσι πέντε σειρές μαρμάρινων εδωλίων η καθεμία, εκ των οποίων η πρώτη ανήκε στη σειρά των προεδρίων. Στη σημερινή του μορφή, όπως μετασκευάστηκε στα ρωμαϊκά χρόνια για την μετατροπή του σε αρένα, διασώζει είκοσι μία σειρές εδωλίων. Στο μέσον περίπου της πάνω επιφάνειάς τους φέρουν ρηχό βάθυσμα, το οποίο χρησίμευε για να ορίζει τον χώρο όπου πατούσαν τα πόδια των θεατών των υπερκείμενων σειρών. Πάνω σε όλα τα εδώλια υπάρχουν επιγραφές με ονόματα, πιθανόν των αντιπροσώπων πόλεων του Κοινού των Θεσσαλών.
Το διάζωμα, ένας διάδρομος πλάτους 2μ., πλακοστρωμένος με λευκό μάρμαρο, εξυπηρετούσε την άνετη κίνηση των θεατών, χωρίζοντας το κοίλο σε δύο τμήματα, το κυρίως θέατρο και το επιθέατρο.
Για τη διαμόρφωση του επιθεάτρου και για να καλυφθεί η απότομη υψομετρική διαφορά του ανδήρου, κατασκευάστηκε ένας ισχυρός αναλημματικός τοίχος ύψους 1,30 μ. με λιθόπλινθους λευκού μαρμάρου στην κύρια όψη του και πωρόλιθους στο εσωτερικό του. Το μεγαλύτερο μέρος του επιθεάτρου έχει δυστυχώς καταστραφεί. Η προσπέλαση από το διάζωμα σε αυτό γινόταν με είκοσι κλίμακες, που οδηγούσαν σε είκοσι δύο κερκίδες, η καθεμιά από τις οποίες διέθετε δεκαπέντε σειρές εδωλίων.
Την ορχήστρα του θεάτρου, διαμέτρου 25,50 μ., περιτρέχει ένας αγωγός, άριστα διατηρημένος, για την απομάκρυνση των ομβρίων υδάτων. Έχει πλάτος 1,90 μ., είναι κατασκευασμένος και καλυμμένος από μαρμάρινες πλάκες και έχει εξόδους και από τα δύο άκρα της ορχήστρας. Τα αναλήμματα των παρόδων οριοθετούσαν τις εισόδους του θεάτρου και αντιστήριζαν τον τεράστιο όγκο των επιχώσεων του κοίλου. Είναι κατασκευασμένα από λιθόπλινθους λευκού μαρμάρου. Το ανάλημμα της δυτικής παρόδου αποκαλύφθηκε σε μήκους 40,86, ύψους 4,5 και πλάτος 3,55 μ. Στην όψη του διακρίνονται ίχνη των βαθμίδων μιας μνημειώδεις κλίμακας, η οποία οδηγούσε στο διάζωμα.
Ο αναλημματικός τοίχος της ανατολικής παρόδου αποκαλύφθηκε σε μήκος 24,75 μ., πλάτος 3,55 μ. και ύψος 3,16 μ. Το υπόλοιπο του μήκους του δεν έχει ακόμη αποκαλυφθεί, καθώς καλύπτεται από τα σύγχρονα οικοδομήματα.
Η σκηνή είναι το καλύτερα διατηρημένο τμήμα τον μνημείου. Είναι κατασκευασμένη από πωρόλιθο, αποτελείται από ισόγειο και έναν όροφο, έχει μήκος 37,50 μ., ενώ σώζεται σε ύψος 3 μ. Τα δύο μεσαία δωμάτια, που επικοινωνούν μεταξύ τους από κοινό διάδρομο όπου εισέρχεται κανείς από την κεντρική είσοδο της σκηνής, θα χρησίμευαν πιθανότατα ως χώροι ένδυσης των ηθοποιών.
Οι δύο πλάγιες θύρες οδηγούν σε διαδρόμους, που χωρίζουν τα μεσαία δωμάτια από τα άλλα δύο, τα οποία βρίσκονται στο ανατολικό και δυτικό άκρο της σκηνής, έχουν είσοδο από τη νότια πλευρά και λειτουργούσαν πιθανότατα ως σκευοθήκες. Στο μέτωπο της σκηνής διατηρείται σε άριστη κατάσταση το προσκήνιο, συνολικού μήκους 20 και πλάτους 2 μ. Αποτελείται από έξι παραστάδες και έξι μονολιθικούς δωρικούς ημικίονες σε παράταξη, οι οποίοι εδράζονται πάνω σε ενθυντηρία από μαρμάρινούς λιθόπλινθους ύψους 0,30 μ. Πάνω στους ημικίονες και στους πεσσούς στηριζόταν ο Θριγκός. Το προσκήνιο έχει τρεις εισόδους, πού αντιστοιχούν στις Θύρες της σκηνής.
Το θέατρο ανακαινίστηκε στα χρόνια του αυτοκράτορα Οκταβιανού Αυγούστου (28 π.Χ.-14 μ.Χ.) και του διαδόχου του Τιβερίου (14-31 μ.Χ). Επιγραφές προς τιμήν των δύο αυτοκρατόρων βρέθηκαν πάνω στο γείσο του προσκηνίου. Νότια της σκηνής αποκαλύφθηκε στρώση πώρινων σπονδύλων δωρικών κιόνων. Ο χρόνος και η σκοπιμότητα της τοποθέτησής τους σ' αυτή τη Θέση δεν έχει ερμηνευθεί ακόμη από τους μελετητές τον μνημείου. Οι αγώνες επαγγελματιών μονομάχων, που αγωνίζονται είτε μεταξύ τους είτε με θηρία στην αρένα ήταν από τα δημοφιλέστερα θεάματα κατά τη ρωμαϊκή εποχή.
Η Θεσσαλία, σύμφωνα με τον Απονλήιο, φημιζόταν για τούς μονομάχους της, ενώ η Λάρισα ήταν ιδιαίτερα γνωστή για τους αγώνες μονομάχων. Η πληροφορία αυτή επιβεβαιώνεται από τρεις επιτύμβιες στήλες με ανάλογες παραστάσεις από τη Λάρισα, που χρονολογούνται στον 2° και 3° αι. μ.Χ. Για τη χρήση του Α" αρχαίου θεάτρου της Λάρισας ως αρένα πραγματοποιήθηκαν μετατροπές, με την αφαίρεση των τριών πρώτων σειρών εδωλίων γύρω από την ορχήστρα και την κατασκευή ψηλού τοίχου για την ασφάλεια των Θεατών.