Das hellenistische Theater wurde, da sind die Archäologen uneins, entweder in der 1. Hälfte des 3. Jh. v.Chr. oder im späten 2. Jh. v. Chr. errichtet. Der untere Teil der cavea wurde vollständig aus dem Fels geschlagen. Das Bühnengebäude wurde in der römischen Kaiserzeit umgebaut. Man verzichtete aber anscheinend darauf, das Theater in ein für diese Zeit typisches geschlossenes, römisches Theater umzubauen. Das ursprüngliche Bühnenhaus soll schon beim Bau, spätestens aber im 2. Jh. v. Chr., über eine 2-stöckige scene (Bühnenfassade) verfügt haben. Restaurierungsarbeiten in den Jahren 1976 und 1985 wurden aufgrund mangelnder finanzieller Ausstattung schon nach kurzer Zeit wieder eingestellt. Erst im Jahr 2000 begann man unter der Leitung des Museums für Unterwasserarchäologie Bodrum und mit Hilfe von Sponsoring der Telekommunikationsfirmen Turkcell und Ericsson das Theater zu renovieren. Im Ende Juni 2003 wurden die Arbeiten abgeschlossen und das Theater für den Publikumsverkehr freigegeben.

Halikarnassos erlangte in der klassischen Antike Berühmtheit durch das Mausoleum von Halikarnassos, das zu den klassischen Sieben Weltwundern gezählt wird. Es war ein Grabmal, das für den karischen König Mausolos II. errichtet wurde. Nach ihm wurden ähnliche Bauwerke „Mausoleen“ genannt.
Maussolos machte anstelle des alten Mylasa (heute Milas) Halikarnassos zur Hauptstadt seines Reiches. Neben einem Hafen, der nur durch einen schmalen Kanal zugänglich war, ließ er Mauern und Wachtürme bauen um sowohl zu Land als auch zu See gesichert zu sein. Ein massiver Palast sicherte ihm den Blick in alle Himmelsrichtungen. Da Maussolos trotz seiner karischen Abstammung ein großes Interesse an griechischer Kultur hatte, ließ er, neben den militärischen Verbesserungen der Stadt, unter anderem ein griechisches Theater und ein Tempel für Ares bauen.

334 v. Chr. war Halikarnassos das letzte Bollwerk der Perser gegen den Eroberungszug Alexanders des Großen in Kleinasien. Memnon von Rhodos baute Stadt und Hafen als Operationsbasis der persischen Flotte aus.
Durch ein Dekret des Großkönigs Dareios III. war er inzwischen Oberbefehlshaber. Gegen die Stadt ließ Alexander Belagerungstürme und Mauerbrecher einsetzen.
Nach hartnäckigen Kämpfen zogen sich die Truppen Memnons auf den Hafenbereich zurück und verteidigten den Stützpunkt bis ins folgende Jahr 333 v. Chr. Die Neutralisierung von Halikarnassos bedeutete für Alexander den Abschluss der Eroberung der Westküste Kleinasiens.

Von etwa 280 v. Chr. bis 200 v. Chr. gehörte Halikarnassos zum ptolemäischen Reich. Durch die Expansion der Seleukiden und die Unterwerfung der kleinasiatischen Griechenstädte wurde Rom auf den Plan gerufen.
Im Krieg gegen Antiochos III. stand Halikarnassos auf römischer Seite und bewahrte so noch einmal für mehrere Jahrzehnte seine Selbstständigkeit.

Seit 129 v. Chr. gehörte Halikarnassos zur römischen Provinz Asia.