Son kazı ve araştırmalar göstermiştir ki, tiyatronun ilk inşasından sonraki en büyük inşai faaliyetler İmparator Traianus (MS 98-117) ve Hadrianus (MS 117-138) zamanında gerçekleşmiştir. Bu tarihlerde proskene (sahne önü) arkasında iki katlı sahne binası yükselmiştir. Tiyatronun son halini ise MS 178 yılındaki büyük depremden sonra yapılan onarım ve güçlendirmelerle aldığı düşünülmektedir.
Antik tiyatro alanı, 2014 yılında üzerindeki konutların yıkılmasıyla büyük ölçüde ortaya çıkarılmıştır. Kazı çalışmalarında, MS 2. yüzyıla tarihlenen ve 12 satırdan oluşan bir yazıt bulunmuştur. Bu yazıtta, Smyrna’daki İmparatorluk tapınakları başrahibi Marcus Claudius Proklos’un şehir adına tanrılar ve imparatorlara adak olarak bir çeşmenin tamiratını yaptırdığı, ayrıca bu çeşmenin suyunun tiyatrodan çıktığı belirtilmiştir.
Özellikle sahne binası kazıları sırasında birçok heykel ve kabartma parçası ele geçirilmiştir. Buluntulardan dikkat çekici örnekler arasında üç katlı sahne binasına ait mask frizi blokları ile bir Satyros kabartması MS 2. yüzyılın ortalarında tiyatronun zengin ve görkemli cephe düzeni görüntüsü hakkında fikir edinmemizi sağlamaktadır.
Sahne binası mekan duvarlarının kireç taşı blokları üzerinde de çok sayıda kazıma (graffiti) yazıtlara rastlanılmıştır. Sahne binası kazılarında ele geçen üretim artığı kandil parçaları MS 5. ve 6. yüzyıllara ait olup 5. yüzyıl itibariyle sahne binasının farklı işlevler için kullanılmaya başlandığını göstermektedir. Böylece, Smyrna Tiyatrosu altı yüzyıl sonra sanayi üretimi yapan bir yapıya dönüşmüştür.
Tiyatronun asıl fonksiyonunu kaybetmesinin ardından, Kadifekale yamaçlarından akan toprakla bir yandan örtülürken, diğer yandan Geç Bizans ve Osmanlı dönemlerinde taş ve kireç ocağı olarak kullanıldığı anlaşılmaktadır. Tiyatro kazılarında dikkat çekici buluntulardan biri, İzmir’i beyliğine başkent yapan Aydınoğlu Umur Bey’e (1334-1348) ait sikkedir. İlk Osmanlı sikkesi ise I. Bayezid’e (1389-1402) aittir.
