Le prime installazioni in legno, probabilmente in gran parte mobili, risalgono all'epoca dei Tarquini (Tarquinio Prisco, Servio Tullio, Tarquinio il Superbo) nella seconda metà del VI secolo a.C.. Le prime strutture in muratura, soprattutto legate alle attrezzature per le gare, si ebbero probabilmente solo nel II secolo a.C. e fu Gaio Giulio Cesare a costruire i primi sedili in muratura e a dare la forma definitiva all'edificio, a partire dal 46 a.C..
Il monumento venne restaurato dopo un incendio e probabilmente completato da Augusto, che vi aggiunse anche un obelisco di Ramses II portato dall'Egitto (spostato nel XVI secolo da Papa Sisto V in Piazza del Popolo). Altri restauri avvennero sotto gli imperatori Tiberio e Nerone e un arco venne eretto a Tito nell'81 DC al centro del lato corto curvilineo: si trattava di un passaggio monumentale integrato nelle strutture del circo.
Dopo un grave incendio sotto Domiziano, la ricostruzione, probabilmente già iniziata sotto questo imperatore, venne completata da Traiano nel 103 DC: a quest'epoca risalgono la maggior parte dei resti giunti fino a noi. Sono ricordati ancora restauri sotto Antonino Pio, Caracalla e Costantino. Nel 357 DC Costante eresse al centro della spina un secondo obelisco egiziano di Tutmosis III (oggi davanti San Giovanni in Laterano). Il circo rimase in efficienza fino alle ultime gare organizzate da Totila nel 549 DC.
Si narra che fu edificato dal quinto re di Roma, Tarquinio Prisco,
nel luogo stesso ove era avvenuto il celebre ratto delle Sabine.
La grande arena serviva alle corse delle bighe (ricordate Ben
Hur?) e sul lato corto verso il Tevere, furono costruiti appositi
vani, chiamati "carceres", ove si preparavano i carri per le gare.
Agli inizi del XX secolo l'area era quasi totalmente ricoperta da diverse costruzioni (nel 1645 vi si era installato il cimitero israelitico e nel 1852 il gazometro), sopra un considerevole rialzamento del terreno rispetto alla quota romana.
I lavori di liberazione si svolsero tra il 1911 e i successivi anni 30.
