Un peu en aval de la cathédrale, la cavea elliptique de l'ancien bâtiment devait pouvoir accueillir jusqu'à dix mille spectateurs. Elle a été construite à l'époque d'Auguste et réaménagée sous Trajan, pour être abandonnée vers le IVe siècle et devenir d'abord un lieu de sépulture, puis une carrière pratique d'où l'on pouvait piller des matériaux de construction pour les réutiliser ailleurs ou même non loin de là : l'église S. Gregorio et le couvent S. Bartolomeo ont en effet englobé ce qui en restait. Ce n'est qu'au début du XIXe siècle que l'on s'est à nouveau rendu compte qu'Ancône avait eu un amphithéâtre d'époque impériale.
Paradoxalement, les tragédies des tremblements de terre peuvent avoir des effets secondaires qui ne sont pas tous négatifs. En effet, c'est le tremblement de terre de 1972 qui a donné l'occasion de commencer des fouilles archéologiques systématiques dans la région, conduisant également à la découverte d'un complexe thermal romain, avec sa piscine recouverte de dalles de marbre et de sols en mosaïque.