Fundat al segle VIII aC, el santuari, d’estil jònic, adquirí preeminència a partir del segle VI aC, gràcies a les afortunades prediccions dels sacerdots de la família dels Brànquides, que monopolitzava el càrrec de gran sacerdot, i al generós patrocini dels monarques Necao d’Egipte i Cressus de Lídia. La cel·la del temple acollia una cèlebre escultura de bronze coneguda com Apol·lo Filesi, obra de Cànac de Sició (segle VI aC). L’enfrontament entre grecs i perses a la primera guerra mèdica comportà la destrucció de l’edifici (494 aC), el trasllat a Ecbàtana de l’escultura i l’exili perpetu dels Brànquides. El nou santuari fou patrocinat per Alexandre el Gran (segle IV aC), el qual també restituí l’escultura d’Apol·lo Filesi, segons els plans dels arquitectes Dafnis de Milet i Panoni d’Efes. Les enormes dimensions del nou edifici el convertiren en el tercer edifici més gran de tot el món grec.
Les excavacions arqueològiques han tret a la llum un temple dípter (109,34 × 51,13 m) sobre podi i decorat amb 120 columnes jòniques de 20 m d’alçària. S’hi accedeix a l’entrada per una escala de 14 graons, i l’originalitat de l’edifici consisteix en el fet que la cel·la interior no era coberta per cap sostre i acollia tant el llorer sagrat d’Apol·lo com la caseta en què vivia el profeta del déu.