Первый ярус здания был сделан из камня: там находились магазины, двери которых выходили наружу. Второй ярус — из дерева: там построили лестницы и проходы, по которым публика пробиралась на свои места. Для императора и его почетных гостей была сооружена специальная платформа, к тому же трибуны располагались таким образом, что из императорского дворца на холме Палатин открывался прекрасный вид на раскинувшуюся внизу арену. Трибуны Циркуса вмещали в себя около 150 тысяч человек.
Северная сторона трека была прямой: в ней располагались карсересы; из них появлялись колесницы в начале состязания. Южная сторона была закругленной, что позволяло колесницам легко разворачиваться. Так как процессии традиционно проходили по долине Мурсии, ворота были сделаны в южной части и находились между рядами сидений. На «спине» Август воздвигнул египетский обелиск, чтобы увековечить свою победу над Клеопатрой. Все здание как снаружи, так и внутри было облицовано мрамором, что отчасти оправдывало известное хвастливое изречение Августа: «Я пришел в Рим — город из кирпича, а сделал его городом из мрамора».
В последующие годы Циркус Максимус много раз усовершенствовался, но основа здания, заложенная Августом, оставалась неизменной. Клавдий перестроил карсересы и украсил их позолоченными статуями, в то время как Нерон установил роскошные места для всадников, которые в римском обществе стояли всего на одну ступень ниже сенаторов. Помимо этого Нерон привнес в интерьер несколько изящных деталей, установив вдоль «спины», под которой протекала речка, бронзовых дельфинов, из ртов которых били фонтанчики воды. В южной части цирка ворота, через которые процессии покидали арену, были сняты и заменены красивой мраморной аркой, призванной прославлять победу императора Тита над евреями.
В конце первого столетия нашей эры деревянные ярусы цирка сгорели в пожаре. После реконструкции, сделанной в период правления императора Траяна, цирк стал вмещать 250 тысяч человек. Вместимость здания была увеличена за счет надстройки третьего яруса, установленного на арки над и перед магазинами. К тому времени магазины получили весьма сомнительную репутацию. Наряду с продажей горячей еды они стали прибежищем для проституток и астрологов. Траян выгнал столь «нежелательные элементы» из цирка, но в скором времени они снова вернулись туда.
Северная часть цирка также подверглась видоизменению: расположенные там ворота были укреплены на манер ворот форта. Снаружи установили высокие башни и зубчатые стены с бойницами, благодаря чему ворота, через которые священные процессии входили в Циркус, приобрели подобающе внушительный вид.
В помещении цирка на северной стороне располагалась специальная ложа, в которой сидел магистрат, следящий за проведением состязаний, и его гости. Теперь карсересы располагались прямо под этой конструкцией, благодаря чему они, впервые в истории цирка, обрели над собой крышу. Из-за этого нововведения возничие лишились возможности следить за движениями магистрата: теперь они не видели, когда он встает и машет маппа, давая сигнал к началу гонки. Чтобы сориентировать возничих и дать им шанс приготовиться к старту, на арене находился трубач, который громким звуком фанфар объявлял о том, что магистрат встал.
Карсересы также были оснащены деревянными воротами, так что до начала состязания лошади стояли, уткнувшись носом в деревянные панели. К монолитным деревянным воротам присоединялись мощные пружины, сделанные из скрученных сухожилий или веревок, которые с огромной силой распахивали их.
В закрытом положении ворота удерживались с помощью металлических болтов. Гениальная система рычагов и петель обеспечивала одновременное отодвигание болтов, а следовательно, одновременное открытие всех дверей.
Между стартовыми воротами были установлены греческие герма. Эти стилизованные статуи бога Гермеса использовались в качестве межевых знаков, разграничивающих пространство или, как в данном случае, дверные проходы. Помимо того что Гермес был посланником богов, считалось, что он приносил удачу в делах и способствовал плодовитости животных. Римляне отождествляли Гермеса с их собственным богом Меркурием, покровителем ремесленников, чей главный храм стоял на холме Эсквилин, чуть повыше Циркус Максимус. К тому времени, когда они были установлены в Циркус Максимус, герма утратили былую значимость и стали всего лишь простыми четырехгранными конусообразными столбами, украшенными скульптурной головой бога и эрегированным фаллосом. Но, без сомнения, они ассоциировались с удачей.
В 350-х годах во время правления Констанция II здание постигла участь очередного масштабного обновления. Император, о тщеславии которого ходили легенды, любил себя возвеличивать и окружать роскошью, как в личной, так и в общественной жизни. Из священного египетского города Гелиополиса он приказал привезти обелиск, превосходящий размерами воздвигнутый Августом. Кроме того, он украсил «спину» мраморными рельефами, изображающими как его самого, так и других императоров, одержавших победу над варварскими армиями.