I resti attualmente visibili appartengono per ad una seconda fase del monumento, attribuita all’imperatore Traiano (98-117), nella quale il piano del Ludus venne rialzato di circa un metro e mezzo.

I resti del complesso furono scoperti nel 1937, ma solo una ventina d'anni dopo l'esplorazione fu completata. Del Ludus Magnus si conoscevano il nome e l'epoca della costruzione, grazie alle fonti antiche, nonché la planimetria evidenziata in alcuni frammenti della pianta marmorea della città (Forma Urbis) realizzata in età severiana (inizi III sec. d.C.). Ma esistevano grosse incertezze circa la sua collocazione nella topografia generale di Roma antica; tanto da individuarlo con un edificio ancora visibile in piazza Iside.

Il Ludus Magnus ebbe una tale collocazione topografica perché costruito in funzione degli spettacoli da tenersi nell'Anfiteatro Flavio (Colosseo). Per facilitare i collegamenti, si misero in diretta comunicazione i due edifici tramite una galleria che, partendo dai sotterranei dell'Anfiteatro, con accesso largo m. 2,17, raggiungeva il Ludus presso l'angolo sud-ovest.

Al centro dell'impianto del Ludus Magnus, che si sviluppava almeno su due piani, era un arena ellissoidale in cui si esercitavano i gladiatori, circoscritta dalle gradinate di una piccola cavea, destinata a contenere un numero limitato di spettatori, che era inserita in un quadriportico (di m. 100 circa di lato) con colonne in travertino su cui si aprivano una serie di ambienti perimetrali riservati all'alloggio del gladiatori ed ai servizi per gli spettacoli. Del colonnato rimangono solo pochi resti in travertino che sono stati rialzati nel posto presumibilmente occupato in origine dalle colonne.

All'angolo nord-occidentale del quadriportico è stata restaurata una delle quattro piccole fontane triangolari, che si inserivano negli spazi di risulta tra il muro curvo della cavea ed il colonnato, di cui restava un nucleo di calcestruzzo fra due pareti a cortina convergenti ad angolo acuto.

Gran parte delle strutture in opera laterizia erano originariamente rivestite con lastre marmoree delle quali in seguito vennero spogliate.

Gli accessi al Ludus Magnus erano sugli assi principali, quello dalla via Labicana, al centro del lato nord dell'edificio, probabilmente era riservato alle autorità poiché, sulla cavea, in corrispondenza ad esso, si trovava una tribuna d'onore ed erano decorate.

La vita del Ludus Magnus si conclude con quella dell'Anfiteatro Flavio e con la cessazione degli spettacoli gladiatori; prima della metà del VI sec. era terminata ogni manutenzione e venivano sorgendo numerose chiese, mentre la città si spopolava sempre di più.