Le Théâtre romain de Volterra est situé dans la zone archéologique de Vallebuona, près de l’enceinte médiévale. Sa construction a été financée par la famille Caecina, comme en témoigne l'épigraphe conservée au Musée étrusque Guarnacci.
Les fouilles menées depuis 1950 à l'initiative d'Enrico Fiumi ont permis de dater la construction du théâtre aux alentours de la fin du premier siècle avant J.-C. Ils ont mis au jour une partie de l'escalier d'origine, construit en utilisant la pente naturelle, dans un style similaire à celui des théâtres grecs. Aujourd'hui, il est possible d'observer 19 rangées de sièges dans les secteurs central et inférieur. L'ensemble du théâtre devait accueillir environ 3 500 spectateurs.
L'orchestre semi-circulaire était à l'origine recouvert de marbre, mais le Pulpitum (estrade basse) et une partie des frons scenae (front de scène), dont la structure à colonnes à deux étages est visible, ont été préservés. Certaines traces témoignent de la présence d'un velum, une toile soutenue par des cordes pour couvrir le théâtre.
Le Théâtre romain de Volterra a été abandonné à la fin du IIIe siècle de notre ère, et une station thermale a été construite à la place de la scène.
Le périmètre du théâtre est inclus dans une zone archéologique plus vaste qui présente une superposition articulée de structures étrusques, romaines et médiévales. Au point le plus élevé, il y a l'acropole étrusque de Piano di Castello, où les vestiges d'un complexe de temples ont été retrouvés, probablement fréquentés de façon continue du VIIe siècle avant J.-C. au IIIe siècle après J.-C. Aujourd'hui, seules deux structures datant de la période hellénistique sont visibles, l'une à plan rectangulaire et l'autre comprenant le podium et la colonnade.
À côté de l'acropole, la zone archéologique conserve un système de citernes construit vers le Ier siècle après J.-C., utilisé pour l'approvisionnement en eau. La plus grande d'entre elles est la Citerne Romaine, appelée la « piscine », qui servait de dépôt pour l'eau de pluie et d'approvisionnement en eau pour les quartiers de la ville.
Aujourd'hui, la zone archéologique accueille de nombreux évènements, comme le Festival international du Théâtre romain de Volterra.