Religiöser Mittelpunkt des Heiligtums war der Zeus-Tempel im Zentrum der Ausgrabungen. Sein Unterbau demonstriert ebenso wie die vielen herumliegenden, mächtigen Säulentrommeln seine einstige Größe. Im Innern stand eines der sieben antiken Weltwunder: eine 14 m hohe Statue des Zeus aus Gold, Silber, Elfenbein und Edelsteinen. Der Künstler Phidias schuf sie in einer Werkstatt, deren Überreste der Westseite des Zeus-Tempels unmittelbar gegenüberlagen. Nördlich an die Werkstatt des Phidias schloss sich das Leonidaíon an, eine Herberge für Ehrengäste aus dem 4. Jh. v. Chr., die in römischer Zeit durch ein Wasserbecken verschönert wurde. Nördlich der Werkstatt des Phidias ist auch die große Palästra aus dem 3. Jh. v. Chr. deutlich zu erkennen, in der die Ringkämpfe ausgetragen wurden. Im Nordteil des Innenhofs ist das Rillenpflaster zu sehen, das den Kämpfern mehr Standsicherheit verleihen sollte. Im Norden des Zeus-Tempels fällt der Unterbau des Hera-Tempels ins Auge, dessen Säulen teilweise wieder aufgerichtet wurden.