Η κατασκευή του λίθινου θεάτρου της Ηφαιστίας, που κατατάσσεται μεταξύ των αρχαιότερων του ελληνικού κόσμου, τοποθετείται στο τέλος του 5ου ή τις αρχές του 4ου αιώνα π.Χ. Στην πρωιμότερη φάση του λίθινου θεάτρου ανήκουν η ορχήστρα, σε τέλειο και πλήρη κύκλο διαμέτρου 12,40 μ. και το κατώτερο τμήμα του κοίλου με δέκα σειρές εδωλίων. Στη δεύτερη, νεότερη φάση του λίθινου θεάτρου, το κοίλο μεγάλωσε και έγινε υψηλότερο. Στην πλαγιά του λόφου, πάνω στα λείψανα του αρχαιότερου ξύλινου θεάτρου κτίστηκε το “επιθέατρο”. Οι επίσημοι και οι πολίτες κάθονταν στις πρώτες σειρές των εδωλίων του θεάτρου. Για τις σειρές αυτές χρησιμοποιήθηκαν μεγάλες ορθογώνιες πλάκες από πωρόλιθο των λατομείων της Ηφαιστίας. Αντίθετα, τα έδρανα του επιθεάτρου, όπου κάθονταν οι γυναίκες και οι δούλοι, ήταν κτισμένα από φτηνότερα υλικά, μικρές και μεγάλες πλάκες από σχιστόλιθο και ασβεστόλιθο της περιοχής.
Από τον 3ο αιώνα π.Χ. στο θέατρο προστέθηκε το προσκήνιο, που αναπτύχθηκε σε βάρος της ορχήστρας. Κατά τους πρώιμους ρωμαϊκούς χρόνους το προσκήνιο κατέλαβε το νοτιότερο τμήμα της ορχήστρας, για να διευρυνθεί ο χώρος της σκηνής, αφού το επίκεντρο των δρώμενων είχε μεταφερθεί πλέον από την ορχήστρα στη σκηνή.
