Το αρχαίο στάδιο της Δωδώνης βρίσκεται στο νοτιοδυτικό άκρο του ιερού, ακριβώς δίπλα στο θέατρο. Κατασκευάσθηκε μετά την πρώτη καταστροφή του ιερού από τους Αιτωλούς το 219 π.Χ. και συνδέεται άμεσα με τη δεύτερη οικοδομική φάση του θεάτρου, καθώς το ανάλημμα με τα εδώλια του σταδίου ενώνεται με το πρόπυλο του θεάτρου, που οικοδομήθηκε την ίδια περίοδο. Στο στάδιο λάμβαναν χώρα κάθε τέσσερα χρόνια τα Νάια, αθλητικοί αγώνες προς τιμήν του Δία, που στις αρχές του 2ου αι. π.Χ. καθιερώθηκαν ως στεφανίτες αγώνες.

Πρόκειται για ένα από τα λίγα αρχαία στάδια που διέθεταν λίθινα καθίσματα. Για την τοποθέτησή τους στη βόρεια πλευρά σχηματίσθηκε πλαγιά με τεχνητή επίχωση, την οποία συγκρατούσε αναλημματικός τοίχος, ενώ αντίστοιχη διαμόρφωση υπήρχε και στη νότια πλευρά. Τα καθίσματα εκτείνονταν σε 21 ή 22 σειρές, στις οποίες οδηγούσαν στενές κλίμακες. Κάτω από τη νότια πλευρά των καθισμάτων υπήρχε πιθανόν τεχνητή στοά, για την απομάκρυνση των νερών της βροχής. Στην ίδια πλευρά υπήρχε και λίθινο αυλάκι (ρείθρο) με μικρές λεκάνες κατά διαστήματα, το οποίο διαπερνούσε καθαρό νερό, που ερχόταν από πηγή του βουνού Τόμαρος. Από εκεί έπιναν νερό οι αγωνιζόμενοι αθλητές και οι θεατές. Από τη σφενδόνη του σταδίου στην ανατολική πλευρά ξεκινούσε μια πύλη με δύο συνεχόμενα τόξα, η οποία οδηγούσε στο θέατρο και στο υπόλοιπο ιερό.

Το στάδιο του ιερού της Δωδώνης ήλθε στο φως κατά την πρώτη ανασκαφική έρευνα στην περιοχή το 1875 από τον Κ. Καραπάνο. Αργότερα ερευνήθηκε και από τους Δ. Αποστολίδη και Σ. Δάκαρη, αλλά μέχρι σήμερα δεν έχει ανασκαφεί στο σύνολό του. Έχει αποκαλυφθεί μόνο το ανατολικό τμήμα προς τη σφενδόνη, ενώ το υπόλοιπο εκτείνεται περίπου 250 μ. προς τα δυτικά και καλύπτεται από επιχώσεις. Τα καθίσματα του ανεσκαμμένου τμήματος του σταδίου καλύπτονται σήμερα από στρώμα χώματος για λόγους προστασίας από την υγρασία και τον παγετό.