Nel 1555 un gruppo di 21 cittadini vicentini decisero di dar vita all'Accademia Olimpica . A differenza del passato, insieme con i nobili entrarono a far parte della nuova struttura eruditi e dotti nelle lettere greche e latine o illustri nelle arti, anche se non appartenenti alla classe nobiliare. Scopo principale dell'assemblea era il culto di tutte le arti, non escluso l'esercizio delle armi e della musica, con qualche preferenza per le matematiche. Tra gli accademici famosi dell'epoca, oltre a Valerio Chiericati e Girolamo da Schio, che furono tra i promotori, c'erano Giacomo Pagello, lo stesso Andrea Palladio e, poco dopo, i famosi pittori Antonio Fasolo e Gian Battista Maganza.

Dal momento che il teatro era una delle passioni condivise dai soci, nacque la prima idea di un teatro stabile e nella mente di Andrea Palladio iniziarono a formarsi le prime linee di quello che sarebbe poi divenuto il Teatro Olimpico di Vicenza . Il nuovo teatro, fatto sui modelli dei teatri antichi, sorse per volontaria contribuzione degli accademici, ai quali fu riservato in compenso di ornarlo con una propria statua. Il Palladio ne approntò i disegni, ma come noto non completò l'opera , che fu portata a termine dal figlio Silla e dall'architetto Vincenzo Scamozzi. I lavori finirono nel 1585 e in quell'anno fu inaugurato, con la recita dell'Edipo Re di Sofocle. Fu un grande successo per quel tempo Pi¦ tardi, al teatro vennero aggiunte altre stanze per le riunioni accademiche, tra le quali il così detto "Odeo", che tuttoraviene utilizzato per alcuni particolari eventi.

Nei secoli l'Accademia continuò il suo cammino culturale, e nel 1741 prese forma definita la Scuola di filosofia sperimentale. Nel settembre 1786 il grande poeta e scrittore tedesco Wolfgang Goethe visitò Vicenza, durante il suo famoso viaggio in Italia, e volle conoscere l'Accademia ed il Teatro. La caduta della Repubblica Veneta e il successivo alternarsi delle dominazioni straniere francesi e austriache, segnarono momenti difficili per la vita dell'Olimpica, tanto che essa preferì rinunziare al diretto possesso del teatro, della sede e degli edifici annessi e li cedette con atto del 1813 alla città di Vicenza, conservandone solo l'uso perpetuo.

Nel 1843 il regio governo ne concesse la riattivazione sotto il titolo di Accademia Olimpica di scienze, lettere ed arti. In pieno sviluppo delle nuove idee liberali che percorrevano il Risorgimento, nel 1851 ebbe inizio un periodo attivissimo per l'istituzione. Nel 1857 infatti sorgeva l'Osservatorio metereologico, diretto da Almerico da Schio. Nel 1858, per iniziativa soprattutto di Fedele Lampertico, sorgeva la Scuola di disegno e plastica che, sovvenzionata da enti e privati, restò fino al 1927 sotto la sua direzione.

E' questo il periodo in cui si alternavano alla presidenza personaggi illustri della cultura vicentina: Fedele Lampertico, Giacomo Zanella, Antonio Fogazzaro e lo stesso Almerico da Schio. Nel 1935 l'Accademia Olimpica fu riconosciuta Ente Morale. Purtroppo le tragiche e cruente vicende storiche di quegli anni segnarono duramente la struttura: nel 1944 ci fu la distruzione dell'Osservatorio, dell'archivio e della Biblioteca ricca di oltre 20.000 volumi, mentre restò miracolosamente incolume il Teatro Olimpico. Dopo la liberazione l'Accademia uscì lentamente dal travagliato periodo del dopoguerra e della ricostruzione per indirizzarsi ad un futuro di pace e di prosperità, quale quello che Vicenza, come l'Italia intera, hanno vissuto negli ultimi decenni.

L'Accademia Olimpica ebbe l'onore di annoverare nel tempo, fra i suoi membri, personaggi illustri quali il cardinale Giambattista Castagna, assurto poi al Soglio Pontificio con il nome di Urbano VII , e, in tempi a noi più vicini, letterati, scrittori, statisti ed economisti insigni come Giacomo Zanella, Antonio Fogazzaro , Fedele Lampertico, Guido Piovene e Mariano Rumor. Per iniziativa dell'Accademia fu fondata nel 1858 la Scuola d'Arte e Mestieri, ad opera di Fedele Lampertico. In epoca più recente l'Accademia, con altri Enti vicentini, alla istituzione del CUOA, alla costituzione del C.I.S.A. (Centro Internazionale di Studi di Architettura Andrea Palladio) e del Centro di Cultura e Civiltà Contadina - Biblioteca Internazionale "La Vigna".