חפירת התיאטרון הרומי בטבריה, ע"ש מנהלה הראשון של רשות העתיקות, האלוף א' דרורי ז"ל, מטעם רשות העתיקות ובמימון ממשלת ישראל, מנוהלת על ידי ו' אטרש וא' הילמן. בשלבים הראשונים לחפירה נחפרה שכונת מגורים מן התקופות הפאטמית והעבאסית, אשר הושתתה על שרידי התיאטרון הרומי, שקטע מקירו ההיקפי החיצוני נחשף בשנת 1990 על ידי י' הירשפלד ז"ל.
השכונה הפאטמית והעבאסית נחשף רובע מגורים, שהוקם לאחר רעידת האדמה של שנת 749 לסה"נ. הרובע, נחצה על ידי רחוב וכמה סמטאות והכיל יותר מעשר יחידות מגורים נרחבות, שנבנו במדורג, בהתאמה למתאר התיאטרון. לבתים, המשולבים בתכנון אורבני מושכל, חצר מרכזית ולעתים אף גינה או מזרקה, המוקפות באגף מגורים אחד או שניים. החדרים קטנים וכמעט בכולם נמצא מתקן כלשהו. בחצרות נמצאו גרמי מדרגות שהובילו לקומה השנייה, מגוון מתקנים: טבונים, בריכות מטויחות, אבני רחיים וקערות שחיקה. בכל בית, מתחת למפלס רצפת החצר נחפרו בורות עגולים אל תוך הקרקע ודופנו באבני גוויל; ייתכן ששימשו בורות ספיגה. כן נחשפו שני מאגרי מים גדולים, אשר נבנו אל תוך חללים ממבנה התיאטרון. מאגר נוסף ובור מים שמתארו פעמוני, נחפרו אל תוך ליבת גוש המושבים התחתון. ממצא עשיר של כלי חרס, נרות, כלי זכוכית, מתכות וכלי אבן לצד מטמון של 25 מטבעות זהב, משקף את עושרם של תושבי הרובע. ממצא מגוון של פריטי ריהוט כנסייתי ואבן המעוטרת בצלב מעידים אולי על קהילת נוצרית ברובע.
התיאטרון במהלך פירוק השכבה העבאסית הלכו ונחשפו שרידיו המרשימים של התיאטרון, שהובחנו בו שלושה שלבי בנייה ברורים: שלב ראשון מן התקופה הרומית הקדומה, שלב שני מן התקופה הרומית, ושלב שלישי מן התקופה הביזנטית. בשלב הראשון היה התיאטרון קטן ממדים, עם שני גושי מושבים ( 60 מ' קוטר, 47 מ' רדיוס). בשלב השני הוגדל התיאטרון ( 78 מ' קוטר, 55 מ' רדיוס).
לאודיטוריום נוסף גוש מושבים שלישי ומבנה הבמה שודרג. בשלב השלישי, בוטל ופורק גוש המושבים השלישי, הוקמה טריבונה במרכז גוש המושבים התחתון ובבמה נערכו שינויים מפליגים. התיאטרון המשיך לשמש לכינוסים עד לשלהי התקופה הביזנטית, ניטש וכוסה בסחף ולבסוף נהרס ברעידת האדמה ב 18- לינואר שנת 749 לסה"נ.