De reiziger Pausanias (1, 22, 4) noemt de tempel de tempel van de Vleugelloze Nike en vermeldt de traditie dat het beeld van de godin zonder vleugels werd afgebeeld, zodat ze altijd in Athene zou blijven. Naast de verering van Athena waren er op deze plek ook andere oudere cultussen. Al in de Myceense tijd was er aan de westzijde van de toren een klein heiligdom met een dubbele nis, terwijl er vóór de klassieke periode aan de oostzijde heiligdommen van de Chariten en van Hekate Epipyrgidia waren.
De bouw van de klassieke tempel van Athena Nike maakte deel uit van het grote bouwprogramma dat tijdens de tijd van Pericles op de Acropolis werd uitgevoerd. Belangrijke informatie over de bouw vinden we in inscripties, vooral besluiten van de Atheense volksvergadering die verwijzen naar dit bouwwerk.
aangepast. De oude Myceense toren werd bekleed met zorgvuldig vervaardigde kalkstenen muren, opgetrokken volgens het iso-dome systeem, waardoor de vorm groter en regelmatiger werd en werd afgesloten met een rijke kroonlijst. De tempel is klein, in Ionische stijl, amfiprostyle, met een rij van vier monolithische zuilen aan elke smalle zijde. Hij heeft geen pronaos, maar slechts een kleine cella, waarvan de zijmuren eindigen in pilasters waartussen twee pijlers staan. De openingen tussen de pilasters en pijlers werden afgesloten met hekwerken, net als de openingen tussen de pilasters en de hoekzuilen, wat de indruk wekt van een kleine pronaos.
Boven de architraaf draagt de tempel een fries, vervaardigd door Agorakritos. Op drie zijden zijn scènes afgebeeld van veldslagen tussen Grieken en Perzen en tussen Griekse hoplieten onderling, terwijl aan de oostzijde de Olympische goden de strijd aanschouwen. Van de frontons zijn slechts fragmenten bewaard gebleven. Men vermoedt dat op het westelijke fronton de Gigantomachie was afgebeeld en op het oostelijke de Amazonomachie.
Het altaar bevond zich ten oosten, buiten de tempel. In 409 v.Chr. werd aan de rand van de toren een marmeren borstwering van ongeveer 1 meter hoog gebouwd ter bescherming van de pelgrims. Deze borstwering bestaat uit reliëfplaten waarop gevleugelde Nikes zijn afgebeeld die stieren offeren of naar het altaar leiden, of trofeeën versieren, evenals de godin Athena zittend die deze taferelen aanschouwt.
De tempel die we vandaag zien, is gebouwd op de top van de toren, die speciaal voor dit doel werd
Bezoekers kunnen verschillende platen van de borstwering en fragmenten van de fries bewonderen in het Akropolismuseum, terwijl andere delen van de fries in het British Museum te zien zijn.
De tempel is vele eeuwen bewaard gebleven en werd in de 5e eeuw na Christus omgevormd tot kerk. Tijdens de Turkse bezetting werd het interieur gebruikt als kruitmagazijn, maar in 1686 sloopten de Turken de tempel om het bouwmateriaal te gebruiken voor de versterkingsmuur aan de voorkant van de Propylaea. Daar bouwden zij ook een hoge toren, het zogenaamde Koula.
De eerste restauratie van de tempel vond plaats na de oprichting van de Griekse staat, in 1835, terwijl er nieuwe restauratiewerkzaamheden werden uitgevoerd tussen 1935 en 1940, vlak voor de Tweede Wereldoorlog. Sinds 1997 zijn er, in het kader van werkzaamheden van de Dienst voor de Restauratie van Monumenten van de Akropolis, restauratie- en onderhoudswerkzaamheden aan het monument begonnen.
In 1994 werd het restauratieplan van de tempel gepubliceerd en in 1998 werd het fries overgebracht naar het Akropolismuseum. Sinds 2000 worden er restauratiewerkzaamheden uitgevoerd door de Dienst voor de Restauratie van Monumenten van de Akropolis, in samenwerking met het Eerste Bureau voor Prehistorische en Klassieke Antiquiteiten, onder toezicht van de Commissie voor het Onderhoud van Monumenten van de Akropolis.
