Eretto al centro del santuario, su una vasta terrazza, il grande tempio di Zeus doveva impressionare i pellegrini. Di fatto, anche a terra (il tempio fu distrutto da un sisma nel VI sec.), lasciano stupefatto il visitatore. Lungo 70 m e largo 29 m, il tempio allineava 6 colonne doriche sulla facciata e 13 su ciascuno dei lati lunghi. La decorazione non era da meno, in particolare con la colossale statua di Fidia che sorgeva nella cella.