
Prvobitno, mesto stadiona bila je prirodna rupa u zemlji između dva brda - Agre i Ardeta, iznad reke Ilisos. Likurg ga je pretvorio u stadion 330-329. godine pre nove ere. 140. i 144. godine, Herod Atički ga je obnovio u obliku u kojem je otkriven 1870. godine nakon iskopavanja - struktura u obliku potkovice sa stazom dužine 204,07 m i širine 33,35 m. Veruje se da je stadion mogao da primi 50.000 ljudi. Između stepenica su izgrađeni sektori. Herod je verovatno obnovio i most preko reke Ilisos, proširivši ga i dodavši 3 luka. Tokom rimskog doba, stadion je korišćen kao arena, a na njegovom severnom delu je dodat zid. Modernu rekonstrukciju stadiona sproveo je G. Averov krajem 19. veka povodom prvih Olimpijskih igara, koje su obnovljene i održane u Atini 1896. godine.