Capolavoro e opera estrema di Andrea Palladio. Al Teatro si giunge attraverso l'Odeo e antiodeo, due ampie sale realizzate da Vincenzo Scamozzi e decorate rispettivamente da affreschi di Francesco Maffei raffiguranti divinità e figure allegoriche e da un fregio monocromo di rilevante interesse documentario, riproducente allestimenti teatrali curati dall'Accademia prima della costruzione dell'Olimpico e spettacoli o manifestazioni ospitate all'interno del nuovo teatro. All'interno di uno spazio chiuso che vuole simulare l'ambientazione all'aperto dei teatri classici, Palladio dispone una monumentale scenafronte fiancheggiata da due ali o versure e una cavea semiellittica di tredici gradoni, conclusa alla sommità da un'esedra a colonne, in parte aperta in parte a nicchie entro muro. Nell'ordine più alto una serie di splendidi bassorilievi raffiguranti Storie di Ercole, di Ruggero Bascapè. Oltre le tre aperture della scenafronte si staccano le prospettive lignee raffiguranti le vie di Tebe, realizzate dallo Scamozzi per lo spettacolo inaugurale dell'Edipo Tiranno e divenute fisse e immutabili nel tempo.