Теменос до гетського розгрому.
Розкопки Теменос були розпочаті 1951 році. У 1955 році була відкрита східна огорожа і вхід з боку «східної» вулиці Агора. Будівельні залишки Теменос VI століття до н. е.. дійшли до нас дуже фрагментарно.
Це кам'яна доріжка, що збереглася протягом 20 метрів, яка вела від Агори до священної гаю. Невелика гай з посаджених дерев займала північну половину розкритої у цей час території Теменос. На схід від «священною» доріжки стояв самий ранній вівтар Теменос, від якого до нас дійшов тільки цоколь. На південь від вівтаря знаходилося квадратне в плані будинок, розміром 4,80 х4, 80 метрів. Зберігся лише нижній ряд поліном кладки. Важко сказати, чи був це храм. Вхід до будинку був із заходу. У V столітті до н. е.. будинок перебудовується. У самій гаю ймовірно стояли невеликі культові споруди, до яких належить і овальне заглиблення, заповнене згодом дуже щільною трамбівкою. Поки можна лише говорити, що вже в останню чверть VI століття до н. е.. тут відбувалися священослуженія, пов'язані з культом Зевса, Афіни, Аполлона Дельфінія. Велика кількість матеріалів цього часу свідчать, що вже тоді культовий ділянка була центром духовного життя ольвіополітів. Примірна кордон святилища визначається на півдні ранніми поглибленнями в материку, на півночі і заході вона, мабуть, співпадала з більш пізньої кордоном.
У V столітті до н. е.. йде інтенсивна забудова Теменос, яка надала йому зовсім інший вигляд. Замість розкиданого і неоформленого святилища, де значне місце було відведено «священним» дерева та інших предметів, характерним для ранньої грецької релігії, з'являється чітко обмежений спорудами комплекс. До V століття до н. е.. відноситься спорудження головного вівтаря з вапняку поряд з раніше існуючим вівтарем, храм Аполлона Дельфінія і вівтар для спалення жертвоприношень розташований серед ще збереглася гаї. На північ від вівтаря для спалювання виявили залишки ще одного вівтаря, від якого збереглося лише підстава. Роща в V столітті до н. е.. була скорочена за рахунок храму.
Немає сумніву, що на місці храму Зевса в північно-західній частині Теменос, стояв більш ранній храм. Там же в західній частині знаходився великий кам'яний водойма для збору дощової води.
В останній чверті IV століття до н. е.. Теменос знову перебудовується. Основною причиною було низьке положення в порівнянні з містом культових споруд. Весь рівень Теменос був піднятий, після чого почалося нове будівництво. Першим став зводитися храм Аполлона Дельфінія. Новий храм був багато більше і займав не тільки площа старого, але і частина прилеглих до нього споруд. До нас від цього храму дійшли тільки залишки шарового фундаменту, ширина якого була 16 метрів, а довжина не менше 30-35 метрів.
У III столітті до н. е.. був збудований новий храм у північно-західній частині святилища, орієнтований на південний схід. Цей храм був присвячений Зевсу.
У період еллінізму очевидно було побудовано ще одне квадратне в плані будинок. Для постачання Теменос водою на північ від виходу була споруджена величезна цистерна глибиною близько 9 метрів, сильно розширюються до низу. Цистерна наповнювалася дощовою водою, що збиралася ймовірно з даху нового храму Аполлона Дельфінія. Навіть на північ на місці існувала раніше майстерні з виготовлення металевих виробів будувалася більша майстерня з виготовлення теракотових статуеток.
Перед входом до Теменос елліністичного періоду влаштовувалася невелика площа 20х20 метрів, в середині якої був водойму.
Теменос почав руйнуватися ще за довго до розгрому Ольвії гетамі в середині I століття до н. е.. Головний вівтар святилища був повністю зруйнований.
У нас немає прямих даних, які могли б вказати, з якими подіями в історії стародавньої Ольвії могло бути пов'язано руйнування фундаментальних споруд Теменос. Найімовірніше розбір храмів стався під час підпорядкування Ольвії державі пізніх скіфів у другій половині II століття до н. е.