Lochotínský amfiteátr byl vybudován v rámci Akce Z (zvelebení) v letech 1951-61 na pozemcích bývalé Kodetovy zahrady a části Lochotínského parku, který tak navždy rozdělil. Ze současných atrakcí vlastně předběhl botanickou i zoologickou zahradu. Podle určitých indicií byl objekt dnešního Tropického pavilonu Z používán staviteli amfiteátru. Autory urbanistické koncepce byli architekti František Sammer (1907-1973) a Stanislav Suda (1925-1988), některé zdroje uvádějí, že jsou autory zejména budovy náležící k amfiteátru. Kapacita hlediště byla dimenzována na 20 000 osob. Amfiteátr byl určen pro dva hlavní typy akcí – koncerty a letní kino. Amfiteátr má dvě poloviny hlediště – horní a dolní, každá má několik sektorů – výsečí, dělených schodišti. Je zde veřejné osvětlení, dva mohutné stožáry s halogenovými světly, původní promítací a zvuková kabina; původně amfiteátr obsahoval i dvě budovy veřejných WC. V západní horní části, při poslední rekonstrukci odpojené do Lochotínského parku , ležel roky v prostorách amfiteátru  historický altánek. V opěrných stěnách hlediště původně byly zhotoveny antické reliéfy a v kamenných truhlících při schodištích byla dlouhé roky udržována okrasná zeleň.

V roce 1983 se v amfiteátru poprvé konal festival trampské a folkové písně Porta, který až do konce devadesátých let navštěvovaly desetitisíce lidí. Na amfiteátru bývala většinou závěrečná slavnostní Dvorana, soutěžní část se odehrávala na dnes již neexistujícím plzeňském výstavišti. Plzeňská Dvorana Porty byla celorepublikovým finálem soutěže a od roku 1985 počet jejích návštěvníků pravidelně překračoval 30 000 lidí. V té době a následujících letech již nedostačovala ani kapacita ohromného lochotínského amfiteátru a plzeňského výstaviště dohromady. legendární byl zejména ročník 1989.

Před rokem 1989 bývaly masové návštěvy letního kina zejména při filmových festivalech pracujících. Údajně při premiérách Troškových komedií Slunce, seno… přicházelo na 25 – 30 000 diváků v 80. letech, na Brdečkův film Limonádový Joe (7.7.1964, úterý – plných 20 000). Rovněž velmi navštívené byly tehdejší koncerty populárních ruských Alexandrovců.

Zajímavou událostí byl Mírový koncert Olofa Palmeho - Lochotín - Plzeň - 15.9.1987 (za koridor bez jaderných zbraní). Účastníci přijeli nejen z Československa, ale i tehdejší NDR a NSR. Vedle sebe tu vystoupily punková skupina Toten Hosen z Německa, již tehdy kultovní Einstürzende Neubauten, Stromboli a Michal David. Normalizační hvězdu vyprovodily z pódia kameny (štěrk poz. autora). Následovaly potyčky mezi návštěvníky koncertu a Veřejnou bezpečností.

V lochotínském amfiteátru byl ten den poprvé v Československu slyšet punkrock ze západní Evropy. Ten den se v něm sešlo údajně 10 - 13 000 lidí. Absurdně nesourodé bylo kromě vystupujících i publikum. Vedle skalních „pankáčů“ s „číry“ seděli v hledišti třeba škodováčtí odboráři s rodinami. Na průšvih bylo zaděláno…

Od roku 1997 je celý amfiteátr i s jevištní budovou součástí Zoologické a botanické zahrady města Plzně. Slouží jako zázemí pro její správu. Zahrada areál udržuje a připravuje pro jednotlivé kulturní akce. Po roce 2000 bylo uvažováno prohlásit jej za kulturní památku. Od roku 2006 v něm probíhají celosezónní sokolnická vystoupení.

Po roce 2000 se objevilo několik stálých, pravidelně se vracejících akcí. První byl Majáles a Filmové noci, koncerty skupiny LUCIE, dále Metalfest a později Kryštof Kemp, Radiofest a Noc s operou, která do amfiteátru přináší úplně jiný žánr a nechá vyniknout jeho antické pojetí.

Přibližně devět měsíců rekonstrukce amfiteátru se naplnilo  2. června 2015 a zařízení, které by bylo bez generální opravy pro havarijní stav do dvou tří let na zavření, je znovu slavnostně otevřeno. K důstojnosti oslavy přispívá vystoupení Plzeňské filharmonie a řada oficiálních hostů. Historii a jedinečnost amfiteátru připomíná krátký dokumentární film. Stavba za 29,5 milionu korun, na niž částkou přibližně 19,8 milionů korun přispěla Evropská unie prostřednictvím Regionálního operačního programu Jihozápad, zahrnovala především rekonstrukci hlediště a schodišť, úpravu pódia, sanaci čtyř obslužných objektů mimo hlavní budovu. Dostalo se i na sadové úpravy, areál byl z části nově oplocen, drobnějších položek bylo více. Pro ptáky zúčastňující se sokolnických ukázek byly vybudovány nové voliéry v souladu s normami EU, byl instalován nový bezpečnostní systém. Velkou technickou novinkou je velkoplošná LED obrazovka.