C'est le monument gallo-romain  qui est  l'un des deux seuls  encore visible à Paris  avec les  thermes de Cluny fut sans doute  construit vers la fin du Ier siecle  après  Jesus-Christ. Sa  construction en dehors de  la ville  de Lutèce sur un versant de la  Montagne Sainte-Geneviève fut  probablement ordonnée par  l'autorité  romaine dans l'optique  de la constitution  du quartier  romain sur la rive gauche. A  l'origine, les arènes étaient conçues pour  les jeux du cirque et les repésentations  théâtrales et elles pouvaient accueillir près de 16000 spectateurs sur des gradins en demi-cercle dont une grande partie n'existe plus aujourd'hui. Sur ces gradins, des dalles gravées exposées dans le square Capitan tout proche indiquaient les places des notables de la Lutèce gallo-romaine.

L'arène proprement dite (cavea) avait une  hauteur de 2,50 mètres, était entourée d'un mur  (podium) et surmontée d'un parapet (balteus). Les  cages des animaux se trouvaient sous le podium  et de nombreuses niches étaient aménagées pour  améliorer l'accoustique. Les loges des acteurs qui  se situaient derrière la plate-forme de la scène  sont également encore visibles aujourd'hui.  L'édifice mesurait près de 130 mètres de largeur  faisant d'elles une des arènes les plus importantes  du monde romain.

 Ignorées pendant plus de  quinze  siècles, les arènes  seront  redécouvertes en  1869, pendant  les  travaux d'Haussmann, par  la  Compagnie des  Onmnibus de  Paris lors  du percement de la rue  Monge et de la  construction des  lignes

de tramway. Dès 1883, la ville de Paris, dont la participation  de Victor Hugo et de Victor  Duroyet, octroient des crédits pour déterrer une partie de l'édifice. La suppression des lignes de tramway et la construction de la ligne 10 du Métro entrainent la disparition du dépôt qui occupait une partie des arènes.

Celles-ci sont alors complètement dégagées  et restaurées. Elles se trouvent aujourd'hui  dans le square des arènes de Lutece. Les  promoteurs immobiliers ont de nouveau  tenté de dénaturer l'endroit en voulant raser  en 1980 ces vestiges pour bâtir un  lotissement. Fort heureusement, les  riverains ont fait face et empêché son  forfait.