Der Bau des Theaters innerhalb eines bereits bestehenden mittelalterlichen Komplexes wurde Palladio von der Olympischen Akademie für die Aufführung klassischer Komödien in Auftrag gegeben. Der Bau begann im Jahr 1580 und wurde am 3. März 1585 eingeweiht, nachdem Vincenzo Scamozzi die berühmten festen Szenen geschaffen hatte. Diese Holzkonstruktionen sind die einzigen aus der Renaissancezeit, die uns überliefert sind, und sind zudem in einem hervorragenden Erhaltungszustand.