A nord del Grande Emiciclo, una struttura con ambienti disposti su tre livelli ha preso il nome di "Piccolo Emiciclo": un tratto assume infatti un andamento concentrico intorno ad un vasto ambiente semicircolare coperto a semicupola, privo apparentemente di accessi in antico, che si trova alle spalle dell'Aula di testata settentrionale.
I tre livelli sono accessibili dalle scale settentrionali del Grande Emiciclo e presentano tutti una pianta simile.

Al piano inferiore, che corrisponde al secondo piano del Grande Emiciclo, dei vani voltati si affacciano su un corridoio anulare scarsamente illuminato da aperture a gola di lupo, che prosegue poi rettilineo verso nord, perdendosi sotto la moderna via Quattro Novembre.
In questo tratto rettilineo si trovano altri vani e una scala che sale verso il piano superiore, ora sbarrata da un muro.

Alcuni ambienti sono caratterizzati al centro del pavimento da una vaschetta circolare poco profonda per la raccolta di liquidi, che aveva fatto interpretare questo settore come deposito di olio.
I vani sono coperti da volte a botte su cui rimangono visibili le impronte dei mattoni poggiati, secondo l'uso, sopra la centina lignea al momento della gettata del calcestruzzo.

Al secondo piano, che corrisponde al livello della via Biberatica, si ripete il corridoio semicircolare, illuminato qui da ampie finestre.
Nella parte rettilinea settentrionale, in parte rimaneggiata in epoca post-antica, si trovano un corpo scala e ambienti aperti sul corridoio; alle spalle di questi altri vani si affacciano sulla via Biberatica.
Un terzo piano è attualmente accessibile da una scala esterna e presenta ambienti che si aprono su un corridoio in origine ugualmente coperto, mentre la parte settentrionale è inglobata nel palazzo Tiberi-Ceva, attualmente sede di una scuola.