Deze tempel werd in 457 vC voltooid, gebouwd dooor Libo uit Elis. De afmetingen van de tempel waren 64 x 28 m. In die tijd was dit de grootste tempel van Griekenland. Hij was versierd met 2 timpana en 12 metopen, die voor het grootste deel in het museum in Olympia te zien zijn. Aan de buitenzijde waren geen metopen met reliëf. De 12 metopen met de werken van Heracles zaten boven de ingang van het opisthodoom en de pronaos.
Enkele jaren na de voltooing van de tempel kwam Pheidias uit Athene naar Olympia om het grote Zeusbeeld te maken, waarvan hieronder een tekening te zien is. Dit beeld (12 m hoog) was gemaakt van goud en ivoor (chryselefantinos) en werd tot zeven wereldwonderen gerekend. Het is na de sluiting van de spelen door Theodosius (394 nC) naar Constantinopel vervoerd en later bij een oproer vernield en verdwenen.