La sala, chiamata Teatro per la caratteristica forma ad anfiteatro, fu
progettata nel 1637 per le lezioni anatomiche dall'architetto bolognese
Antonio Paolucci detto il Levanti, scolaro dei Carracci.
Venne costruita in legno d'abete e decorata con due ordini di statue raffiguranti
in basso dodici celebri medici
e in alto venti dei più famosi anatomisti
dello Studio bolognese.
La cattedra del lettore, che sovrasta quella del dimostratore, è
fiancheggiata da due statue dette "Spellati", scolpite nel 1734 su disegno
di Ercole Lelli, famoso ceroplasta dell'Istituto delle Scienze. Sopra
al baldacchino una figura femminile seduta, allegoria del'Anatomia, riceve
come omaggio da un putto alato non un fiore, ma un femore.
Il soffitto a cassettoni, realizzato nel 1645 da Antonio Levanti, è
decorato con figure simboliche rappresentanti quattordici costellazioni
e al centro Apollo, nume protettore della medicina. La scelta del tema
astrologico risale alla tradizione di consultare gli astri prima di procedere
alle operazioni o di somministrare farmaci, secondo una concezione della
medicina che risente dell'influsso esercitato in tutt'Europa dalla scienza
diffusa dagli Arabi fin dai tempi della conquista della Spagna. L'astrologia
veniva associata alla medicina, ed ogni parte del corpo era posta sotto
la tutela di un segno zodiacale, del resto l'Astrologia continuò
ad essere materia di studio anche all'università bolognese fine
a tutto il secolo XVII.
La sala anatomica ha subito gravissimi danni nel bombardamento che il
29 gennaio 1944 distrusse quest'ala dell'edificio ed è stata ricostruita
nell'immediato dopoguerra riutilizzando le sculture lignee originali,
fortunatamente recuperate dalle rovine.