L'attuale monumento, la struttura più importante del Parco archeologico, è la massima espressione dell'architettura teatrale e della tecnica scenica d'epoca greca giunta fino a noi, e deriva dall'ampliamento che Ierone II fece eseguire nel III secolo a.C. di un precedente teatro risalente al V secolo. La tradizione ricorda ancora con orgoglio importanti rappresentazioni delle tragedie di Eschilo, ma il teatro veniva utilizzato anche per le assemblee del popolo. Il manufatto, scavato nella roccia del colle Temenite, è orientato verso il mare e offriva originariamente un bellissimo panorama agli spettatori seduti nella parte sopraelevata delle gradinate (della quale, non essendo scolpita ma edificata in blocchi, oggi non rimane più traccia). Il teatro si divide in tre parti ben distinte: la cavea, l'orchestra e la scena. La cavea, che ha un diametro di 138 m, è costituita da 67 ordini di gradini divisi in otto scalette di servizio ed è tagliata orizzontalmente a metà altezza da un largo ambulacro, il «diazoma». La parete settentrionale di quest'ultimo è ornata da modanature e reca incisi i nomi di alcune divinità e di alte personalità cui venivano intitolati i vari settori. Le zone della platea (orchestra) e della scena così come si presentano oggi, sono il frutto delle trasformazioni che i romani vi apportarono per adattare il teatro ad altro genere di spettacoli. L'abbandono del monumento iniziò con le invasioni dei vandali e dei goti nel 440, con il tramonto definitivo della cultura e della tradizione classiche, e culminò con la parziale distruzione del manufatto per volere di Carlo V nel 1526, che ne fece asportare i marmi di copertura per destinarli alla costruzione delle fortificazioni di Ortigia. La cavea del teatro è dominata da una terrazza rettangolare scavata nella roccia, dalla quale sorgevano due lunghi portici che offrivano riparo in caso di pioggia. Al centro della parete settentrionale della terrazza si può notare una grande grotta artificiale con prospetto architettonico, al centro del quale sboccava un acquedotto che alimentava una fontana. Si pensa che questa grotta fosse un «Mouseion» (sede della Corporazione degli attori), e vi sono state ritrovate alcune statue raffiguranti le Muse, esposte oggi al Museo archeologico regionale. La parete rocciosa della terrazza è coperta di piccole nicchie rettangolari adibite al culto degli eroi (pinakes). A ovest del Teatro si trova la suggestiva via dei Sepolcri, una strada lunga 150 m che si inoltra sinuosa tra due pareti verticali di roccia tagliata, nei cui muri sono scavate nicchie votive ellenistiche e ipogei bizantini. Ancora a ovest sono alcuni resti attribuiti al santuario di Apollo Temenite. Nel complesso del santuario si riconoscono le fondazioni di un altare, di un muro di cinta e più a valle di una grandiosa gradinata rettilinea larga circa 27 m, forse usata per le cerimonie religiose durante gli spettacoli o addirittura appartenente a un teatro arcaico precedente a quello classico. In via Giuseppe Agnello, N. 26, a pochi passi dal Teatro greco, si può visitare, su prenotazione, il Tecno-parco Archimede, un’area verde in cui sono installate repliche e modelli in scala di strumenti e macchine del III sec. a.C. sui quali si applicò il genio di Archimede. Percorsi guidati e attività didattiche per ragazzi illustrano le tecniche di difesa escogitate dall’inventore siracusano nel corso dell’assedio che la flotta romana portò a Siracusa nel 212 a.C.