Στη νεότερη φάση, τον 4ο αι. π.Χ., οριοθετήθηκε η περιοχή του Πλουτωνείου με την κατασκευή τριγωνικού αναλημματικού περιβόλου κτισμένου με ισοδομικό σύστημα τοιχοποιίας από πωρολιθικές λιθοπλίνθους, με μικρό πρόπυλο στο νοτιοανατολικό άκρο του. Ο περίβολος χώριζε το τέμενος του Πλούτωνα από το υπόλοιπο Ιερό. Στο εσωτερικό του περιβόλου υπάρχει φρεατοειδές στρογγυλό όρυγμα που πιθανότατα σχετίζεται με λατρευτικές τελετές. Δύο αναθηματικά ανάγλυφα που βρέθηκαν στον χώρο αυτόν και φέρουν παραστάσεις που σχετίζονται με τον Πλούτωνα και την Περσεφόνη, μαρτυρούν ότι ο ναός ήταν το Πλουτώνειο. Αν και δεν έχει διασαφηνιστεί ο τρόπος χρήσης των σπηλαίων και το τελετουργικό που ενδεχομένως σχετιζόταν με αυτή, φαίνεται ότι η θέση τους στο συγκεκριμένο σημείο υπήρξε καθοριστική για την επιλογή του χώρου ανέγερσης του τεμένους του Πλούτωνα. Η μορφολογία τους, ίσως, να εξυπηρετούσε την αναπαράσταση του ιερού δράματος της ετήσιας επιστροφής της Περσεφόνης από τον Άδη.