Το ιερό του Ολυμπίου ιδρύθηκε σύμφωνα με την παράδοση από τον Δευκαλίωνα, γενάρχη των Ελλήνων προς τιμή του Δία για τη σωτηρία του μετά τον κατακλυσμό. Βρίσκεται νοτιοανατολικά της Ακρόπολης. Σε έναν ορθογώνιου σχήματος χώρο στέκονται ακόμη και σήμερα 15 μεγάλοι κίονες κορινθιακού ρυθμού, που περιέβαλαν το ναό του Ολυμπίου Διός (Ολυμπιείον). Η ανέγερση του ναού άρχισε από τον Πεισίστρατο το Νεώτερο κατά το β΄ τέταρτο του 6ου αι. π.Χ. Είχε την μορφή περίπτερου ναού, δηλαδή ο σηκός περικλειόταν από μια σειρά κίονες, την περίσταση, οι οποίοι σχημάτιζαν τον χώρο μεταξύ της περίστασης και του ναού, την πτέρυγα. Σε μέγεθος ο ναός του Ολυμπίου Διός ξεπερνούσε τον τότε ναό της Αθηνάς στην Ακρόπολη, αντανακλώντας την εξουσία του τύραννου Πεισίστρατου. Στο δ΄ τέταρτο του 6ου αι. π.Χ. οι Πεισιστρατίδες επιδίωξαν να οικοδομήσουν έναν μεγαλύτερο ναό δωρικού ρυθμού, που θα ανταγωνιζόταν σε όγκο και επιβλητικότητα τα αρχαϊκά ναϊκά οικοδομήματα της Ιωνίας. Ο ναός δεν ολοκληρώθηκε λόγω της πτώσης της τυραννίδος το 510 π.Χ.. Οι προσπάθειες αποπεράτωσης του ναού δεν ευόδωσαν ούτε τον 4ο αι. π.Χ., στα χρόνια του Μεγάλου Αλεξάνδρου ούτε στα ελληνιστικά χρόνια από τον Αντίοχο Δ΄ τον Επιφανή (175-163 π.Χ.). Κατά την περίοδο της Ρωμαιοκρατίας και ειδικότερα την εποχή του Οκταβιανού Αυγούστου (63 π.Χ.-14 μ.Χ.) έγιναν ανανεωτικές εργασίες. Ωστόσο η ολοκλήρωση του ναού πραγματοποιήθηκε κατά την περίοδο 117-138 μ.Χ. από τον φιλέλληνα αυτοκράτορα Αδριανό. Το κτίριο ήταν δίπτερος ναός κορινθιακού ρυθμού, με προσθήκη και τρίτης κιονοστοιχίας στις στενές πλευρές, και διακρινόταν εσωτερικά σε τρία μέρη (πρόναο, σηκό, οπισθόδομο). Ενδεχομένως να περιελάμβανε εσωτερικές ιωνικές κιονοστοιχίες κοντά στους εξωτερικούς τοίχους για την στήριξη της στέγης. Στον σηκό φυλασσόταν χρυσελεφάντινο άγαλμα του Διός και κοντά σε αυτό ο ανδριάντας του Αδριανού. Ο αυτοκράτορας λατρεύτηκε επίσης ως θεός στο ναό. Σε θέση παρακείμενη προς τον ναό κατασκευάσθηκε η λεγόμενη Πύλη του Αδριανού. Η συγκεκριμένη Αψίδα ανεγέρθηκε όταν πέρασε ο αυτοκράτορας Ανδριανός το 131 μ.Χ. για να εγκαινιάσει το ναό του Ολυμπίου Διός. Το σχέδιο προέρχεται από τη δεύτερη έκδοση του δεύτερου τόμου του βιβλίου του Γάλλου αρχιτέκτονα Julien-David Le Roy με τίτλο «Τα ερείπια από τα ωραιότερα μνημεία της Ελλάδας από πλευράς ιστορικής και αρχιτεκτονικής»[Les ruines des plus beaux monuments de la Grece, considérées du côté de l'histoire et du côté de l'architecture] το 1770. Η πρώτη έκδοση του βιβλίου χρονολογείται το 1758. Ο Le Roy επισκέφτηκε την τουρκοκρατούμενη Ελλάδα το Φεβρουάριο του 1755 και μέχρι τον Ιούνιο του ίδιου έτους κατέγραψε και σχεδίασε in situ αρκετά κτήρια της αρχαίας και ρωμαϊκής Αθήνας. Δέχτηκε κριτική για την ακρίβεια των σχεδίων του από τους Άγγλους αρχιτέκτονες και αρχαιολόγους James Stuart και Nicholas Revett, που επίσης επεδίωξαν να αποτυπώσουν τις ελληνικές αρχαιότητες κατά την περίοδο της Τουρκοκρατίας.