Η συστηματική ανασκαφή του μνημείου πραγματοποιήθηκε τα έτη 1985 και 1986 και με αυτή ήλθαν στο φως η σκηνή, η ορχήστρα, το κοίλο, η δεξιά πάροδος και τμήμα της αριστερής.
Το Β΄ αρχαίο θέατρο της Λάρισας ή «μικρό» είναι κτισμένο στις νοτιοδυτικές υπώρειες του λόφου Πευκάκια, που ισοπεδώθηκε στη δεκαετία του 1950 ώστε να διευκολυνθεί η οικοπεδοποίηση και η ανέγερση πολυκατοικιών στην περιοχή.
Το θέατρο εντοπίσθηκε στη συμβολή των οδών Βελισσαρίου και Εργατικής Πρωτομαγιάς το 1978, με αφορμή εκσκαπτικές εργασίες για την ανέγερση συγκροτήματος πολυκατοικιών.
Τα εδώλια κατά μέσο όρο έχουν μήκος 1,20 μ., πλάτος 0,80 μ. και πάχος 0,30 μ., ενώ στην επάνω επιφάνειά τους φέρουν ρηχό βύθισμα πλάτους 0,40 μ. και βάθους 0,02 μ. για την άνετη τοποθέτηση των ποδιών των υπερκείμενων θεατών.
Οι τοίχοι της σώζονται σε ύψος 0,60 μ., είναι κτισμένοι από μικρές αργές πέτρες με λάσπη ως συνδετικό υλικό, και μόνο στη μπροστινή όψη της έχουν χρησιμοποιηθεί κατά τόπους κυβόλιθοι, οι οποίοι εδράζονται σε πλάκες πωρόλιθου.
Στο πίσω μέρος της σκηνής αποκαλύφθηκε τμήμα ισχυρού τοίχου, μάλλον περιβόλου, σε μήκος 50 μ., ενώ δεξιά και αριστερά του σκηνικού οικοδομήματος βρέθηκαν δύο κατασκευές ανεξάρτητες από αυτό, σε σχήμα Τ. Προς το παρόν δεν έχει διευκρινισθεί ο χαρακτήρας τους και η πιθανή σχέση τους με τη σκηνή.
Δεν είναι βέβαιο, αν ο λόφος αυτός ήταν ξέχωρος ή αποτελούσε συνέχεια του λόφου Φρούριο, γνωρίζουμε, όμως, ότι ο χώρος κατοικήθηκε ήδη από την Πρώιμη Εποχή του Χαλκού (3η χιλιετία π.Χ.).
Η σκηνή του θεάτρου έχει μήκος 15,70 μ., πλάτος 4,50 μ. και αποτελείται από τρία μικρά δωμάτια.
π.Χ.
Από την εύρεση μιας ενεπίγραφης στήλης αφιερωμένης στη Δήμητρα και στην Κόρη, εικάζεται ότι εδώ κατά την κλασική αρχαιότητα, εκτός από το θέατρο, υπήρχε και Θεσμοφόριο, δηλαδή ναός αφιερωμένος στις δύο αυτές θεότητες.
Στα βυζαντινά χρόνια φαίνεται ότι στην ίδια θέση κτίστηκε ο ναός της Αγίας Σοφίας ή, κατά άλλους, της Αγίας Παρασκευής και η θρησκευτική σημασία του χώρου δεν έσβησε ούτε στα χρόνια της τουρκοκρατίας, όταν στα ερείπια πλέον του βυζαντινού ναού ανεγέρθηκε ένα από τα πιο γνωστά τεμένη της πόλης, αυτό του Χασάν Μπέη.
Με βάση τα ανασκαφικά δεδομένα, η κατασκευή του Β΄ αρχαίου θεάτρου ανάγεται στο δεύτερο μισό του 1ου αι.