Il Teatro Olimpico negli anni ha ospitato troupe cinematografiche per film sia italiani che stranieri.

Tornando indietro nel tempo, ricordiamo una scena tratta dal Casanova '70 di Mario Monicelli (1965), con Marcello Mastroianni.

Nel 1979  Jospeh Losey gira alcune scene del suo celebre Don Giovanni.

Sarà poi la serie televisiva britannica Ispettore Morse a riportate sugli schermi il goiello palladiano nel 1992.Dello stesso anno è il lungometraggio Quattro figli unici del regista Fulvio Wetzl con Roberto Citran. 

Liliana Cavani nel 2002 sceglie la scenografia scamozziana del Teatro come immagine finale del suo Ripley's Game, con John Malkovich e Chiara Caselli. Il Teatro ospita per quest'occasione un concerto di pianoforte nelle ultime scene del film.

Ed è sempre il personaggio di Casanova che si rende nuovamente protagonista in una scena rocambolesca girata al Teatro Olimpico nel 2005: questa volta nei panni del seduttore veneziano c'è l'attore australiano Heath Ledger, la regia è di Lasse Hallström.

 

Nel 2008 il Teatro ha ospitato la scena finale del film di Heather Parisi, Blind Maze  e nel 2014 un'esibizione jazz nel lungometraggio italo-brasiliano Diminuta in uscita nel 2016.