Trong thời cổ đại, địa điểm này đã được sử dụng để tổ chức nhiều môn thể thao của Thế vận hội cổ đại (Panathenaic), vinh danh nữ thần Athena. Vào thời cổ đại, sân vận động có chỗ ngồi bằng gỗ. Năm 329 TCN, sân được xây dựng lại bằng đá cẩm thạch bởi quan chấp chính Lycurgus. Gần 500 năm sau (năm 140) sân đã được Herodes Atticus cải tạo và mở rộng nâng sức chứa lên 50.000 chỗ ngồi.