Die Ursprünge der Stadt Priene liegen im Dunkel der Geschichte. Die Stadt wurde gegen Mitte des 4. Jahrhunderts v. Chr. an anderer Stelle neu gegründet. Diese Maßnahme könnte von dem karischen Herrscher Maussollos oder den Athenern veranlasst worden sein. Die genaue Lage der ersten Ansiedlung der Priener ist nicht bekannt. Bekannt ist jedoch die bewegte Geschichte dieser Siedlung.

Die Agora, der öffentliche Markt- und Versammlungsplatz, lag etwa in der Mitte der Stadt. Sie nahm in Ost-West-Richtung die Breite zweier Insulae des Stadtrasters und in Nord-Süd-Richtung die Länge von anderthalb Insulae ein; sie maß damit 82 × 88 m. Der südliche Teil des Platzes war auf drei Seiten von einer umlaufenden Säulenhalle dorischer Ordnung umgeben; den jenseits der Hauptstraße gelegenen Nordrand bildete zuerst eine ähnliche Säulenhalle.
Sie wurde in der Mitte des 2. Jahrhunderts v. Chr. durch einen zweischiffigen Neubau ersetzt, Heilige Halle genannt, die sich noch eine Insulabreite nach Osten fortsetzte und über 116 m lang war. An der Säulenfront dorischer Ordnung sind bemerkenswerterweise einzelne Merkmale der ionischen Ordnung aufgenommen. Die Westwand dieser Halle wurde innen im Laufe der Zeit mit öffentlichen Urkunden beschrieben. In der Mitte des Platzes befindet sich ein Fundament, auf dem früher vielleicht ein Altar des Hermes stand.

Von den über zwanzig zum Teil sehr gut erhaltenen Theatern Westkleinasiens hat allein dieses die hellenistische Form bewahrt. Alle anderen wurden in römischer Zeit umgebaut. Eine Besonderheit sind die fünf Marmorsessel rings um die Orchestra, die für Würdenträger und Ehrengäste bestimmt waren.
In der Hauptachse zwischen Bühnenhaus (Skene) und Zuschauerraum steht ein Altar für den Gott Dionysos, aus dessen Kult das Theaterspiel der Antike hervorging.
Gut erhalten sind das Proszenium (Proskenion) mit Halbsäulenpfeilern und einem dorischen Gebälk sowie das Bühnenhaus. Zwischen den Pfeilern wurden Tafeln mit aufgemalten Hintergründen aufgehängt – die Vorläufer des späteren Bühnenbildes. Das Theater hatte eine hervorragende Akustik und fasste mit 6500 Personen alle Bewohner der Stadt.
Es wurde sowohl für Theateraufführungen als auch für Bürgerversammlungen genutzt. Darauf deutet ein Stein mit einer Halterung für eine Sanduhr hin, die die Redezeit begrenzte.

Priene gelangte mit dem Sieg der Römer unter Gnaeus Manlius Vulso über die Seleukiden im Jahre 190 v. Chr. vorerst als freier selbständiger Bundesgenosse in den Machtbereich Roms. Gegen 140 / 130 v. Chr. zerstörte eine Brandkatastrophe die im Westen gelegenen Stadtviertel.
Durch Anschwemmungen des Großen Mäander schob sich die Küstenlinie mehr und mehr hinaus, wodurch Priene mit seinem Hafen zusehends an Bedeutung verlor. In der Neuzeit erregten die Ruinen von Priene erstmals wieder 1673 das Interesse englischer Geschäftsreisender. Des berühmten Athenatempels wegen war Priene im 18. und 19. Jahrhundert ein Reiseziel auf den Forschungsreisen der Society of Dilettanti nach Ionien. Dabei legte 1868/69 Richard Popplewell Pullan das Athenaheiligtum weitgehend frei. Die systematische Ausgrabung großer Teile der Stadt begann 1895 durch den Archäologen Carl Humann. Nach dessen Tod 1896 wurde das Unternehmen von Theodor Wiegand und Hans Schrader fortgeführt. Wenige Jahre später wurden die Ergebnisse in einer ausführlichen Publikation vorgelegt. Im Jahre 1998 wurden die Grabungen unter der Leitung von Prof. Dr. Wulf Raeck wiederaufgenommen. In regelmäßigen Kampagnen werden vor allem die spätklassische und hellenistische Stadtplanung und Wohnarchitektur von Priene erforscht.