Inaugurato nel 1857 su progetto dell'architetto italiano Luigi Poletti, il teatro è stato pesantemente danneggiato dai bombardamenti alleati nel dicembre 1943. I saccheggi e le demolizione che seguirono nel dopoguerra ne lasceranno intatta solo la facciata e parte del foyer. Dopo una lunga e travagliata storia che vede tentativi di ricostruzioni, modifiche e destinazione ad altri usi, i lavori di ricostruzione veri e propri sono cominciati nel 2014 e si sono conclusi nell'ottobre del 2018, durante i quali sono emersi i resti di una basilica paleocristiana, che a oggi sono inclusi nel museo archeologico realizzato sotto al teatro assieme al Galli Multimediale, un innovativo progetto di museo a carattere storico-archeologico, finanziato in buona parte dalla Regione Emilia-Romagna, e una sezione interamente dedicata a uno dei principali volti musicali del passato quale è Giuseppe Verdi.

Il teatro fu progettato in forme neoclassiche dal Poletti come monumentale sfondo di piazza Cavour. È il più grande tra i tre teatri realizzati dal Poletti; gli altri due erano a Fano (Teatro della Fortuna) e Terni. Il foyer, preceduto da un portico su colonne ioniche, ospita al suo interno tre grandi sale, la sala delle colonne al piano terra, la sala Ressi e quella per la preparazione delle maschere al primo piano; e un loggiato al piano superiore affacciato sulla piazza. La grande sala comprende 71 palchi coronati da un loggione e, originariamente, poteva ospitare fino a 1.400 spettatori. Nella sua opera, Poletti sperimentò alcune innovazioni nel disegno degli interni: superò l'usuale divisione dei palchi in quadrati di uguale grandezza e realizzò il secondo ordine di palchi su dimensioni più grandi e di aspetto architettonicamente più imponente rispetto agli altri. Inoltre non venne realizzato il palco reale tipico dei teatri all'italiana. L'esterno del teatro è quasi totalmente privo di decorazioni.

Gli scenari furono commissionati al riminese Michele Agli. Il sipario fu affidato al pittore Francesco Coghetti, che vi raffigurò la scena del passaggio del Rubicone di Giulio Cesare, ispirandosi alla descrizione che ne fece Lucano in Pharsalia.