Перший, найбільш ранній, храм, присвячений місцевим і пан-еллінським божествам, зведений на цьому місці ще в кінці микенского періоду. Альтіс - обнесений стіною Священний ліс, з вівтарем Зевса і пагорбом Пелопса, були вперше побудовані протягом 10-9 століть до н. е [3]. коли культ Зевса приєднався до вже поширеній тут культу Гери (див. Храм Гери в Олімпії) [4].
Класичний храм Зевса був закладений в 52 олімпіаду елейцев Либонь, але закінчений тільки в період 85-86 олімпіад Фидием. тобто між 472 і 456 до н. е.
У 406 н. е. імператор Феодосій II наказав зруйнувати всі храми і споруди в Олімпії як свідчення язичницької традиції. Знищення вцілілих залишків храму довершили потужні землетруси 522 і 551 років [5]. Більшість збережених до наших днів фрагментів храму зберігаються в Археологічному музеї Олімпії. кілька фрагментів фронтонів - в Луврі. Париж.
Храм Зевса був типовий гіпетральний храм (Ύπαιθρος; храм без даху над середньою частиною, де стояла статуя божества), а саме доричний периптер [6] з 6-ю колонами по ширині храму і 13-ю за його довжині. Матеріалом для будівництва послужив вапняк-черепашник з Пороса. Фундамент досягав заввишки 22 м, завширшки - 27 м, в довжину - 64 м. Фундамент, колони і розпису цього храму були відкриті і відновлені в колишньому вигляді завдяки розкопкам, проведеним в 1875 році під керівництвом німецького археолога Ернста Курциуса.
Усередині храму стояла хрисоелефантина Статуя Зевса також роботи Фідія - одне з Семи чудес античного світу. Масивний п'єдестал статуї близько 3,5 метрів заввишки прикрашали позолочені фігури, що зображували олімпійських богів. На цьому п'єдесталі, який представляв подобу Олімпу. знаходився трон, зроблений із золота і дорогоцінних каменів з безліччю різних прикрас зі слонової кістки і чорного дерева. Статуя Зевса була більше 10 метрів заввишки, з вираженням могутності і разом з тим батьківської ніжності. У лівій руці бог тримав скіпетр. увінчаний орлом, а на простягнутою правій руці стояла богиня Ніка із золота і слонової кістки. Як свідчить Павсаній [7]. з першого погляду здавалося неймовірним, що храм міг вмістити цю статую.
Східний фронтон храму прикрашала скульптурна група майстра Пеонія з Меіди, яка представляла приготування до змагання на колісницях перед поглядом Зевса між Еномаєм і Пелопсом. а західний фронтон - група майстра Алкамена з Афін. представляє сцену битви лапифов з кентаврами. На метопах зображені 12 подвигів Геракла.