L’amphithéâtre des Trois Gaules de Lugdunum (l'actuelle ville de Lyon) est un élément du sanctuaire fédéral des Trois Gaules dédié au culte de Rome et d’Auguste célébré par les soixante nations gauloises réunies à Lugdunum. Les vestiges de l'amphithéâtre font l’objet d’un classement au titre des monuments historiques depuis le 27 novembre 1961.

L’amphithéâtre se situait au pied de la colline de La Croix-Rousse au confluent du Rhône et de la Saône de l’époque. Une inscription gravée sur des blocs trouvés sur place en 1957 a permis de le rattacher au sanctuaire de Rome et d’Auguste, et d’identifier son origine:

Pour le salut de Tibère César Auguste, C. Julius Rufus, citoyen de la cité des Santons, prêtre de Rome et d’Auguste, [et Caius Julius ?…] son fils et son petit-fils ont construit à leurs frais cet amphithéâtre et son podium.

La datation retenue pour ce don est de 19 apr. J.-C.. Les personnages qui ont financé la construction appartiennent à une vieille famille d'aristocrates gaulois de Saintes ayant reçu très précocement la citoyenneté romaine. La curieuse formule « filii f(ilius) » renvoie peut-être au désir d'affirmer l'ancienneté et la continuité de leur lignage, bien attestée sur l'Arc de Germanicus de Saintes où une inscription fait connaître les ancêtres de Rufus.

D’autres pierres portant gravées les noms de tribus gauloises (Arvernes, Tricasses, Bituriges) confirment l’attribution comme sanctuaire fédéral.

Les fouilles ont repéré un soubassement formé de trois murs elliptiques reliés par des murs de traverses et un canal entourant l’arène centrale ovale. Le terrain étant en légère pente, une voûte, aujourd’hui disparue, soutenait la partie sud de l’édifice. Les dimensions de l’arène, 67,6 mètres sur 42 mètres, sont analogues à celles des arènes de Nîmes ou celles d'Arles, en revanche le nombre réduit de gradins (probablement quatre niveaux) donnait à l’amphithéâtre des dimensions extérieures de 81 mètres sur 60 mètres, très inférieures à celles de l’amphithéâtre de Nîmes (133 mètres sur 101 mètres).

L’amphithéâtre dans cette version servait aux jeux qui accompagnaient le culte impérial, sa capacité réduite estimée à 1 800 places suffisait pour les délégations des soixante nations gauloises.

L’amphithéâtre fut agrandi au début du iie siècle, selon J. Guey par C. Julius Celse, procurateur de la Gaule lyonnaise en poste entre 130 apr. J.-C. et 136 apr. J.-C.. Deux galeries furent ajoutées autour de l’ancien amphithéâtre, portant ses dimensions à 143,30 m x 117,35 m, ce qui est comparable a celles de l'amphithéâtre de Nîmes ou à celui d'Arles.

Cette transformation portait sa capacité à environ 20 000 places et en faisait un édifice ouvert à toute la population de Lugdunum et des environs. Les historiens situent ici le supplice de six Martyrs de Lyon (sur 47), (dont Sainte Blandine et Saint Pothin) durant l'été 177 apr. J.-C..