Laodikeia’nın en önemli yapılarından biri olan stadyum, kentin güneyinde yer almakta olup, kuzeybatı-güneydoğu aksında inşa edilmiştir. Daha önce G. Traversari Başkanlığındaki İtalyan Araştırma ekibince yapının uzunluğu 280 m. olarak ölçülmüş, ancak yapılan total station çalışmalarıyla yapının uzunluğunun 285 m., genişliğinin 70 m. olduğu anlaşılmış ve yapının planı tekrar revize edilmiştir. Doğal zemin oyularak tamamen mermerden çift sphendoneli, merdiven geçişleriyle 34 kerkidese bölünmüş yapı, yaklaşık 20–25 bin kişi kapasitelidir. Batı girişinde yer alan ve 17. yy.da okunan yazıt, “Yedinci defa consül ve Vespasian’ın tanrısal oğlu İmparator Titus Sezar Augustus Vespasian ve halk için Lycias Nicostratus’un en küçük oğlu Nicostratus tarafından kendi özel malıyla bu stadyum yapılmıştır. Mirasçısı olan Nicostratus, bu eserin eksiğini tamamladı ve Prokonsül Marcus Ulpius Trajanus’u halk kutsadı” şeklindedir. Bu tarih M.S. 79 yılına rastlamakta olup, yapı İmparator Titus’a ithaf edilmiştir.

    2010 yılında yapılan çalışmalardaki amaç, yapının oturma basmaklarını açığa çıkarmak, kuzey ve güney cephe gezinti alanındaki mimari düzenlemeleri tespit etmek ve yapının kullanım evreleri hakkında verilere ulaşmaktır. Stadyumun kuzey ve güney cephe oturma basamakları ile stadyum koşu alanı üzerinde yer alan kare ve dörtgen planlı Yörük yerleşmeleri temizlenmiş, daha önceden etüt edilerek belirlenen alanlarda çalışmalar yapılmıştır. Çalışmalara öncelikle oturma basamakları ve koşu alanlarındaki ot temizliği ile başlanmıştır. Stadyumun güney koşu alanında yapılan çalışmalarda koşu alanı ile seyirci bölümünü sınırlayan mimari düzenlemenin podyum orthostatlarıyla oluşturulduğu görülmüştür. Ayrıca bu alanda ilk defa podyum duvarı hizasında koşu alanına çıkıntı yapmayacak şekilde inişi-çıkışı sağlayan dört basamaktan oluşan düzenleme açığa çıkarılmıştır. Kuzey koşu alanında yapılan çalışmalarda ise koşu alanı ve seyirci bölümünü sınırlamak için dikine yerleştirilmiş podyum orthostatlarının kullanıldığı tespit edilmiştir.

    Stadyumun kuzey ve güney gezinti alanında yapılan analemma duvarının tespiti ve gezinti alanların açığa çıkarılmasına yönelik yapılan çalışmalarda, her iki cephede farklı düzenlemenin olduğu tespit edilmiştir. Güney gezinti alanında tonoz tüplerinin oturduğu stereobat blokları açığa çıkarılmış ve gezinti alanının tonozlarla hareketlendirilmiş olduğu anlaşılmıştır. Ancak söz konusu mimari cephe düzenlemesinin büyük çoğunluğu 1863 yılında Denizli-Aydın tren yolu yapımında parçalanmış ya da taşınmıştır. Kuzey gezinti alanında yapılan çalışmalarda ise ayaklarla ilgili herhangi bir veri ile karşılaşılmamıştır. Ancak alanın genelinde dağınık şekilde bulunan Dor, İon düzenlerine ait mimari parçalar, kuzey gezinti alanının portik şeklinde cephe düzenlemesine sahip olduğunu göstermektedir. Ancak bu alanda da yoğun tahribatın olmasından dolayı portiğin nef sayısı ve ölçüleri net olarak bilinmemektedir. 2010 yılında yapılan çalışmalar sonucunda; yapının Bizans Dönemi’nde de yoğun olarak kullanıldığı ele geçirilen arkeolojik verilerle anlaşılmaktadır. Diğer taraftan stadyumun güney tarafına yapılan kilisenin duvarlarında devşirme olarak stadyumun bloklarının kullanıldığı tespit edilmiştir. Ayrıca bu kilisenin varlığı da ilk kez 2010 yılında ortaya çıkarılmıştır. Ancak geç dönem düzenlemeleri ve modern yüzyılda yapılan tarımsal faaliyetlerin tahribatları, mimari düzenlemelerin net olarak belirlenebilmesini ve yapının evrelerinin tespitini güçleştirmektedir. Bu nedenle bugüne kadar yapının erken evreleri ile ilgili veriye şu an için ulaşılamamıştır.