Inauguré le 29 juin 2007 avec l'opéra La Walkyrie de Richard Wagner, il a été conçu par les architectes italiens Vittorio Gregotti et Paolo Colao pour accueillir des opéras et concerts du Festival international d'art lyrique d'Aix-en-Provence et financé par la Communauté du Pays d'Aix.

Il comporte 1 370 places dont 950 au parterre1.

Dirigé depuis son ouverture par Dominique Bluzet, dans le cadre d'une délégation de service public, il accueille des représentations de danse et des concerts symphoniques ou de musique de chambre. Depuis 2013, il sert de cadre au Festival de Pâques d'Aix-en-Provence [archive], créé par le violoniste Renaud Capuçon et Dominique Bluzet avec le soutien du groupe Crédit mutuel-CIC.

Ce théâtre est monté sur ressort, afin d'éliminer efficacement les vibrations parasites de la voie ferrée, toute proche.

Le Grand Théâtre de Provence est le lieu de résidence de l’Orchestre français des jeunes depuis décembre 2007, de l'ensemble Café Zimmermann depuis 2011, et de la chambre philharmonique depuis 2015/2016.