הגימנסיון נבנה בשני מפלסים. הטרסה העליונה כללה את הקסיסטוס, אכסדרה מקורה ברוחב 7 מטרים ובאורך 178.35 מטרים, כלומר באורך זהה לאצטדיון הפיתי. כאן התאמנו הספורטאים בריצה במקרה של מזג אוויר גרוע. שמו נבע מכך שהיה צורך לגרד את פני השטח כדי ליישרו. חפירות ארכאולוגיות אחרונות חשפו את הקסיסטוס לכל אורכו. בתחילה, במאה ה־4 לפנה״ס, היה המבנה בסגנון דורי ונבנה מאבן נקבובית. מאוחר יותר החליפו הרומאים את עמודי החזית בעמודים בסגנון יוני, עשויים שיש. במקביל לקסיסטוס היה הפרדרומיס, מסלול פתוח ומפולס ברוחב 6 מטרים ששימש לאימוני ריצה. בטרסה התחתונה נמצאה הפלאסטרה, שכללה חצר מרכזית מרובעת מוקפת אכסדרות, אשר חולקו לחדרים. הכתובות מלמדות על שימוש בחדרים אלה כחדר משחקי כדור (ספריסטיריון), חדר הלבשה, חדר להתכסות באבק (קונימה), ואולי גם כמקדש להרמס או להרקלס. בחצר נערכו אימוני היאבקות ואגרוף. ממערב לפלאסטרה השתמרה עד היום בריכה עגולה בקוטר 10 מטרים ובעומק 1.80 מטרים, שהייתה מרכיב מרכזי במרחץ היווני. מאחוריה סדרת ברזים סיפקה מים ממעיין קסטליה לעשר קערות אבן שהיו מחוברות זו לזו. אלה היו מתקני הרחצה של הספורטאים. מערבה יותר נבנה בשנת 120 לספירה בלנאיון, כלומר מרחצאות רומיים, עבור רחצה במים חמים. כמה מאות שנים מאוחר יותר השתלט מנזר ביזנטי על אזור הגימנסיון. הכנסייה המרכזית שלו (קתוליקון), שנבנתה מעל הפלאסטרה, נהרסה בשנת 1898 לצורך ביצוע החפירות. על אחד העמודים הקלאסיים, אשר שולב מחדש במנזר, חרט הלורד ביירון את שמו כאשר ביקר בדלפי.