O Teatro romano foi descoberto em 1798, na fase de reconstrução da cidade após o terramoto de 1755. Tradicionalmente deve-se ao Arqtº Francisco Xavier Fabri a sua descoberta. Apesar dos seus esforços, novos edifícios foram construídos sobre as ruínas, tendo progressivamente sido esquecida a memória de ali ter existido um teatro romano.

As primeiras campanhas de escavação arqueológica iniciaram-se em 1964, com D. Fernando de Almeida e foram continuadas, entre 1965 e 1967 e por iniciativa da Câmara Municipal de Lisboa, pela investigadora Irisalva Moita, então conservadora dos museus municipais.

Para o efeito, foram demolidos vários dos edifícios que se sobrepunham ao monumento.

Os trabalhos coincidiram com a parte principal do espaço cénico: a orchaestra, o hyposcaenium e primeiros degraus da cavea. Na ocasião foram recuperados inúmeros elementos arquitectónicos, alguns dos quais hoje em exposição no Museu do Teatro Romano.