Ο παλαιότερος ναός της Ακρόπολης, που ήταν αφιερωμένος στην Αθηνά Πολιάδα και στις αρχαίες πηγές αναφέρεται ως ”αρχαίος νεώς”, βρίσκεται στα νότια του Ερεχθείου και βόρεια του Παρθενώνα. Οικοδομήθηκε, σύμφωνα με την επικρατέστερη θεωρία, στο γ΄ τέταρτο του 6ου αι. π.Χ., στη θέση πρωιμότερου ναού των γεωμετρικών χρόνων και στη θέση του ακόμη παλαιότερου μυκηναϊκού ανακτόρου. Το 480 π.Χ. πυρπολήθηκε κατά τη διάρκεια της επιδρομής των Περσών, αλλά επισκευάσθηκε πολύ σύντομα, ενώ μέρος της ανωδομής του ενσωματώθηκε στα τείχη της Ακρόπολης. Καταστράφηκε και πάλι το 406 π.Χ., όταν είχαν ολοκληρωθεί οι εργασίες κατασκευής του Ερεχθείου και δεν επισκευάσθηκε ποτέ ξανά. Στα ανατολικά του αρχαίου ναού, ορισμένα λαξεύματα στο βράχο υποδηλώνουν τη θέση του βωμού της Αθηνάς, που ήταν σε χρήση παράλληλα με το ναό. Ο αρχαίος ναός ήταν δωρικός, περίπτερος με 6 κίονες στις στενές πλευρές και 12 στις μακρές. Η εσωτερική του διαρρύθμιση ήταν αρκετά ιδιόρρυθμη. Το ανατολικό τμήμα του αποτελείτο από πρόναο, δίστυλο εν παραστάσι, και σηκό με δύο κιονοστοιχίες που τον χώριζαν σε τρία κλίτη. Εδώ φυλασσόταν το ξύλινο λατρευτικό άγαλμα (ξόανο), της θεάς Αθηνάς. Στο δυτικό τμήμα υπήρχαν τρία δωμάτια αφιερωμένα σε διαφορετικές λατρείες: του Ποσειδώνα-Ερεχθέα, του Ήφαιστου και του Βούτη. Στο ναό αυτό αποδίδονται τα μαρμάρινα αετώματα με την απεικόνιση της Γιγαντομαχίας, που εκτίθενται στο Μουσείο Ακροπόλεως, καθώς και η σίμη που κατέληγε σε λεοντοκεφαλές και κριοκεφαλές. Από το ίδιο, παριανό μάρμαρο ήταν ακόμη οι μετόπες, τα γείσα και τα κεραμίδια της στέγης, ενώ ο υπόλοιπος ναός ήταν κατασκευασμένος από ασβεστόλιθο. Ο ναός αποκαλύφθηκε το 1885 και ο W. Dorpfeld ήταν ο πρώτος που αναγνώρισε το μνημείο. Σήμερα διασώζονται μόνο τα θεμέλιά του κατά μήκος της νότιας πλευράς του Ερεχθείου, ενώ στο χώρο είναι ορατές και δύο λίθινες βάσεις κιόνων, από το ναό των γεωμετρικών χρόνων.