To 1806 ο Βρετανός περιηγητής W. Μ. Leake αναγνώρισε σε ένα μεγάλο ανάχωμα έξω από την αρχαία πόλη τη θέση του θεάτρου του Δίου, όπου οι Βάκχες του Ευριπίδη τραγούδησαν κολακευτικά μπροστά στο βασιλιά Αρχέλαο για την Πιερία και τον Όλυμπο λέγοντας: Πιερία, Μούσειος έδρα, σεμνά κλειτύς Ολύμπου… εκεί Χάριτες, εκεί δε Πόθος, εκεί δε Βάκχαις Θέμις οργιάζειν»
Οι ανασκαφικές έρευνες, που άρχισαν το 1970 και συνεχίστηκαν για αρκετές περιόδους, έδειξαν ότι το κοίλο διαμορφώθηκε με τεχνητή επίχωση σε επάλληλες στρώσεις, με τη ράχη του προς τη δύση. Οι αναβαθμοί του ήταν κατασκευασμένοι από μεγάλες πλίνθους των ελληνιστικών χρόνων οι οποίες επισκευάστηκαν πολλές φορές. Με ασφάλεια βεβαιώθηκαν οκτώ σειρές πλίνθων που έδωσαν τη δυνατότητα Η ορχήστρα, που η διάμετρος της πλησιάζει τα 100 αρχαία πόδια, (περίπου 25μ) φαίνεται να χαράχτηκε με δύο κέντρα. Τον κύκλο της ορχήστρας διέκοπτε με το προσκήνιο του στα ανατολικά το μεγάλο κτήριο της σκηνής, που πλαισιωνόταν από παρασκήνια. Ένας υπόγειος διάδρομος, η λεγόμενη χαρώνεια κλίμακα, οδηγούσε από το προσκήνιο στο κέντρο της ορχήστρας. Τα νερά του κοίλου, όταν έβρεχε, μαζεύονταν σ΄ έναν καλοπελεκημένο φαρδύ αγωγό, ο οποίος είχε κατά διαστήματα και οξυκόρυφα ανοίγματα για τη στράγγιση του κοίλου, και αποχετεύονταν από τη βόρεια πάροδο.
Η σωζόμενη μορφή του θεάτρου χρονολογείται στα ελληνιστικά χρόνια. Στην ίδια θέση ασφαλώς βρισκόταν και το θέατρο των κλασικών χρόνων.
