In de [[Romeinse Republiek|Republikeinse]] tijd werden voor het eerst houten tribunes gebouwd. [[Titus Livius]] vermeldt dat de eerste ''carceres'', de stallen en startkooien voor de paarden, in [[329 v.Chr.]] zijn gebouwd. De renbaan zelf werd in tweeën gedeeld door een 217 meter lange verhoging, de [[spina]] (Latijn voor ruggengraat). Dit was oorspronkelijk de beek die door het dal liep en die later werd gekanaliseerd en gedeeltelijk overdekt. Binnen het circus werd de beek Euripus genoemd en het water stroomde altijd onder de spina door. Op de uiteinden van de spina stonden de metae (eindpalen) waar de wagens om heen moesten rijden. De spina bood verder plaats aan een aantal kleine heiligdommen zoals de [[Ara Consi]] en uiteindelijk twee Egyptische obelisken.
Julius Caesar begreep goed dat het volk brood en spelen wilde hebben en liet het [[circus (gebouw)|Circus]] rond [[50 v.Chr.]] verder uitbreiden. De renbaan bereikte toen zijn maximale grootte van 600 meter lang en 225 meter breed. Keizer Augustus liet de keizerlijke loge bouwen en haalde in [[10 v.Chr.]] de eerste [[Obelisk (bouwkunst)|obelisk]] uit Egypte die op de spina werd geplaatst. In de tijd van keizer [[Claudius I|Claudius]] werden de eerste (gedeeltelijk) stenen tribunes gebouwd. Deze tribunes werden volledig verwoest bij de grote brand van Rome in [[64]]. Het Circus Maximus werd volledig herbouwd met stenen tribunes die met marmer bekleed werden. De [[Senaat (Rome)|senaat]] liet in [[81]] in de korte oostelijke zijde de grote [[Boog van Titus (Circus Maximus)|triomfboog ter ere van keizer Titus]] bouwen. Deze boog had drie doorgangen en diende als toegang tot het Circus.
Zijn opvolger, keizer [[Titus Flavius Domitianus|Domitianus]] liet een nieuw paleis bouwen op de Palatijn. Dit paleis had een groot balkon dat uitkeek op het Circus Maximus, zodat de keizerlijke familie vanuit het paleis naar de races kon kijken. [[Trajanus]] liet het circus nogmaals op grootse wijze herstellen na een nieuwe verwoestende brand. Het circus was toen drie verdiepingen hoog met aan de buitenzijde open arcaden. In de [[Arcade (architectuur)|arcaden]] op de begane grond waren allerlei winkels, wedkantoren en [[bordeel|bordelen]] gevestigd. Na Trajanus is het Circus Maximus niet meer wezenlijk uitgebreid. Diverse keizers lieten het wel restaureren en verfraaien. Keizer [[Constantius II]] liet in de [[4e eeuw]] nog een tweede obelisk uit Egypte overkomen en plaatste die ook op de spina. De spina was inmiddels geëvolueerd in een gemetseld bouwwerk waarop behalve de obelisken ook verscheidene tempeltjes, standbeelden en zelfs een groep bronzen palmbomen stonden.
Op het hoogtepunt van het [[Romeinse Rijk]] konden ongeveer 150.000 toeschouwers in het circus plaatsnemen om de wedstrijden te aanschouwen, maar er zijn ook bronnen die 250.000 tot 400.000 toeschouwers vermelden. Gezien de beschikbare ruimte lijkt dat aantal echter overdreven. In het Circus Maximus mochten vrouwen en mannen gewoon naast elkaar plaatsnemen, iets wat in het [[Colosseum]] en de [[Theater (gebouw)|theaters]] zeker niet gebruikelijk was.
