L'Anfiteatro Flavio è uno dei due anfiteatri romani esistenti a Pozzuoli e risale alla seconda metà del I secolo d.C.
Venne realizzato per far fronte all'incremento demografico di Puteoli, che aveva reso inadatto il vecchio edificio adibito per spettacoli pubblici in età repubblicana. Secondo solo al Colosseo e all'anfiteatro Campano in quanto capacità di capienza, sorge in concomitanza della convergenza di due vie principali, la Via Domiziana e la via per Napoli.

È stato attribuito agli stessi architetti del Colosseo, del quale è di poco successivo. Alcuni testi riportano la sua edificazione sotto Vespasiano e la sua inaugurazione probabilmente da Tito. Secondo alcuni studiosi, la presenza di muratura realizzata con la tecnica dell'opus reticulatum, farebbe pensare ad una sua realizzazione sotto Nerone, rimossa poi con un processo di damnatio memoriae.

Durante le persecuzioni di Diocleziano, nell'aprile 305 d.C. i martiri: Gennaro, Festo, Desiderio e Sossio vennero condannati ad essere sbranati nell'Anfiteatro. Il giorno dopo, tuttavia, per l'assenza del governatore stesso oppure, secondo altri, perché si era accorto che il popolo dimostrava simpatia verso i condannati e quindi per evitare disordini, il supplizio fu sospeso. Secondo la tradizione invece, il supplizio fu mutato per l'avvenimento di un miracolo, infatti, le fiere si inginocchiarono al cospetto dei quattro condannati, dopo una benedizione fatta da Gennaro. Furono poi decapitati nei pressi della Solfatara insieme ai puteolani Procolo, Eutiche e Aucuzio.

A ricordo della loro permanenza nell'anfiteatro, intorno al XVII - XVIII, la cella dove furono rinchiusi prima dell'esecuzione della condanna ad bestias, divenne una cappella dedicata al culto dei santi lì imprigionati, soprattutto a quello di San Gennaro, al quale è stata intitolata; ciò è testimoniato da due lapidi poste al suo ingresso. Fu decorata con un altare maiolicato e una statua in ceramica raffigurante i santi Gennaro e Procolo che si abbracciano.

La cavea, divisa in tre livelli di gradinate (ima, media e summa), permetteva di contenere fino a 40.000 spettatori.

Nei sotterranei, posti a circa 7 metri di profondità, sono tuttora visibili parti degli ingranaggi per sollevare le gabbie che portavano sull'arena belve feroci e probabilmente altri elementi di scenografia degli spettacoli.