Ce monument se distingue par son matériau : la brique, et non la pierre de taille, employée dans une structure pleine, sans galeries voûtées sous les gradins. L’arène a été creusée dans le sol sur environ deux mètres et demi, et les gradins s’appuient en partie sur la terre rejetée autour. Cette technique, que l’on retrouve aussi à Pompéi ou à Mérida, a limité les besoins en matériaux.
Le site raconte aussi l’évolution d’une petite ville romaine. Construit sous l’empereur Claude, il est agrandi au IIIe siècle : des murs rayonnants sont ajoutés dans l’axe des vomitoires et la capacité passe de 7 000 à 12 000 places. Ces ajouts disparaissent dans la première moitié du IVe siècle, peut-être après un effondrement. L’édifice est ensuite abandonné dès le Ve siècle.
Après l’Antiquité, le monument a connu des heures sombres : ses briques ont été récupérées par les riverains, son terrain a servi à l’agriculture, puis de décharge sauvage. La ville de Toulouse l’achète en 1962, il est classé monument historique en 1974, puis nettoyé et fouillé au début des années 1980. Cette renaissance explique la présence des ruines au carrefour de deux avenues.