L'anfiteatro venne costruito tra il 27 a.C. ed il 68 d.C. sotto l'imperatore Augusto, prelevando il materiale dalle note cave di pietra situate alla periferia della città ed ancora oggi esistenti. In seguito, l'imperatore Vespasiano, che aveva commissionato il Colosseo a Roma, lo fece ampliare (secondo la leggenda, egli voleva rendere omaggio a Cenis, liberta di origine istriana nativa di Pola, già segretaria di Antonia - figlia minore di Marco Antonio triumviro - e sua amante, che l'imperatore tenne in conto di moglie per un trentennio, prima e dopo la morte della moglie).

Come il Colosseo, veniva utilizzato prevalentemente per combattimenti di gladiatori o per naumachie. Si presume che sia rimasto intatto, seppure in uno stato di sempre maggiore trascuratezza ed abbandono, fino al XV secolo. In seguito sarebbe stato saltuariamente utilizzato come cava di pietra per alcune costruzioni della Repubblica di Venezia, oltreché degli abitanti locali. Secondo una tarda tradizione storiografica, sarebbe salita all'onore delle cronache nel 1583 quando al Senato veneziano, versando Pola in uno stato di sempre maggior decadenza e desolazione, si propose di smontare l'Arena pezzo per pezzo e di ricostruirla a Venezia. A sventare tal proposito sarebbe stata l'azione del senatore veneziano Gabriele Emo e per questo suo impegno, nell'anno successivo la città di Pola pose su una torre dell'Arena, lato mare, una lapide a perenne memoria e gratitudine. In realtà non esiste alcuna prova che la lapide - pur presente in situ - faccia riferimento a questo presunto tentativo: non risulta alcun documento coevo che parli dello smontaggio o della demolizione dell'Arena, mentre le prime notizie in tal senso sono apparse solo nel XIX secolo, per opera di storici o cronachisti locali[1].

Fu oggetto di ampio restauro durante l'epoca napoleonica.

Viene utilizzato tutt'oggi, similmente all'Arena di Verona: è un ambito centro di teatro e musica e nel 1993 ha ospitato il festival di Pola e gli Histria festivals, oltre a una puntata di Giochi senza frontiere nel 1981[2]. Ogni estate è il palco privilegiato del Pola Film Festival. Personaggi di fama mondiale come Sting, Julio Iglesias, Anastacia, Luciano Pavarotti, Grace Jones, Norah Jones, Alanis Morissette, David Gilmour si sono esibiti in questa arena. Attualmente, è in grado di ospitare cinquemila spettatori.