Στα νότια της πόλης του Δίου, έξω από τα όριά της και δυτικά του ιερού της Δήμητρας βρίσκεται το αρχαίο θέατρο. Η κατασκευή του τοποθετείται στην ελληνιστική εποχή, πιθανότατα στα χρόνια της βασιλείας του Φιλίππου Ε΄ (221-179 π.Χ.).

Το θέατρο είναι κτισμένο στην πλαγιά χαμηλού φυσικού λόφου και έχει προσανατολισμό βορειανατολικό, τον πιο ενδεδειγμένο για τον καλό αερισμό του χώρου, όπως επεσήμανε αργότερα ο Βιτρούβιος. Ο αρχιτέκτων του μνημείου, εκμεταλλευόμενος τη μορφολογία του εδάφους, διαμόρφωσε κατάλληλα το χώρο με μερική αποχωμάτωση και τεχνητή επίχωση, με αποτέλεσμα το έργο του να είναι επίτευγμα προσωπικής επέμβασης και, μάλιστα, από τις επιτυχέστερες στο είδος της. Η ορχήστρα, με διάμετρο περίπου 26 μ., ορίζεται από ακάλυπτο πέτρινο αποχετευτικό αγωγό και είχε δάπεδο από πατημένο χώμα. Στον άξονα του θεάτρου και μέσα στην ορχήστρα ένας υπόγειος διάδρομος με δύο θαλάμους, ένα σε κάθε άκρο, ταυτίζεται ασφαλώς με τη «χαρώνεια κλίμακα? των αρχαίων, το σημείο, δηλαδή, από όπου εμφανίζονταν οι ηθοποιοί που υποδύονταν πρόσωπα του Κάτω Κόσμου. Το κοίλο, χωρίς αναλημματικό τοίχο στα άκρα του, διαμορφωμένο σε χαλικόστρωτα πρανή που σβήνουν ομαλά στις παρόδους, διέθετε εδώλια από πήλινες πλίνθους, μια ιδιαιτερότητα που δεν συναντάται σε κανένα άλλο αρχαίο θέατρο. Είναι πολύ πιθανό κατά την ελληνιστική εποχή, επάνω στην τελευταία στρώση πλίνθων να υπήρχε και μαρμάρινη επικάλυψη. Αντίθετα από το κοίλο, η κατασκευή του σκηνικού οικοδομήματος (σκηνή, προσκήνιο, και παρασκήνια) ήταν περισσότερο προσεγμένη: οι τοίχοι της σκηνής, από ένα ύψος και μετά, καθώς και το προσκήνιο, που επιστεγαζόταν με δωρικό θριγκό, ήταν κατασκευασμένα με μάρμαρο. Η κεράμωση ήταν λακωνικού τύπου. Ανασκαφικές παρατηρήσεις οδηγούν στο συμπέρασμα ότι το θέατρο μάλλον εγκαταλείφθηκε μετά το 168 π.Χ., λειτούργησε υποτυπωδώς μέχρι τα πρώιμα αυτοκρατορικά χρόνια και μάλλον αχρηστεύθηκε πλήρως με την ανέγερση ρωμαϊκών θεάτρων στο χώρο.

Το ελληνιστικό θέατρο αναγνωρίσθηκε από τον W.M. Leake το 1806 και άρχισε να ανασκάπτεται συστηματικά από το 1970.