L'anfiteatro è per metà scavato nella roccia mentre la parte restante era in calcare bianco, e la facciata sud doveva superare i 20 metri. L'anfiteatro ospitava combattimenti tra animali, tra gladiatori e tra combattenti specializzati che venivano reclutati anche fuori dalla Sardegna. In egual misura venivano eseguite le pene capitali davanti alla folla esultante. Poteva contenere 10.000 spettatori circa, quasi 1/3 degli abitanti della Carales romana.

Venne edificato tra il I e il II secolo d.C., quando la Sardegna era sottoposta alla dominazione romana. A seguito della diffusione del cristianesimo nei territori dell'Impero romano, le lotte gladiatorie divennero sempre più impopolari tant'è che nel 438 d.C. l'imperatore Valentiniano III le proibì per legge. L'anfiteatro cadde così in disuso e a partire dal periodo altomedioevale fino al medioevo venne utilizzato come cava dai vari conquistatori (bizantini, pisani, aragonesi ecc.) che necessitavano di materiali a buon mercato per la costruzione di nuove fortificazioni.