Geschiedenis en opgravingen
De vroegste overblijfselen dateren van 2000 tot 1600 v. Chr., het heiligdom zelf van ongeveer 1000. Olympia werd eerst bestuurd door de nabijgelegen stad Pisa, maar kwam later onder de jurisdictie van Elis, dat in 572 v. Chr. Pisa en Pisatis, de omliggende regio, onderwierp. Het feest van Zeus, waarvan de Olympische Spelen deel uitmaakten, werd er om de vier jaar gehouden van 776 v. Chr. tot het einde van de 4e eeuw n.C., toen de Romeinse keizer Theodosius I de heidense feesten afschafte. Theodosius II liet de tempels in 426 verwoesten; aardbevingen in 522 en 551 brachten verdere schade toe aan de ruïnes. Modderstromen en slib van de rivier de Cladeus bedekten uiteindelijk een groot deel van het gebied, waardoor de site bewaard bleef.
De eerste opgravingen werden rond de tempel van Zeus uitgevoerd in 1829 door de Franse Expédition Scientifique de Morée, onder leiding van Abel Blouet. De tempel werd voldoende ontruimd om de plattegrond te onthullen en er werden fragmenten van drie gebeeldhouwde metopen (panelen) gevonden, die later in het Louvre in Parijs werden geplaatst. De grote Duitse opgravingen van 1875-81 (onder leiding van Ernst Curtius) maakten het gehele heilige gebied en enkele gebouwen die daarbuiten lagen vrij, en de plaats van het stadion werd door middel van proefsleuven bepaald. Zo werd voor het eerst de plattegrond van een groot Grieks heiligdom onthuld. In het begin van de 20e eeuw werden enkele kleinschalige opgravingen gedaan in de diepere lagen van het heiligdom. In 1936 werd het grootschalige werk door Duitse archeologen hervat, met als een van de hoofddoelen de opgraving en restauratie van het stadion. In 1942 werd het werk onderbroken door de gebeurtenissen van de Tweede Wereldoorlog, maar in 1952 werd het hervat en in 1960 werd de opgraving van het stadion voltooid en in 1961 werd het gerestaureerd. Andere structuren werden onderzocht in deze periode, waarvan de belangrijkste het atelier (werkplaats) was van de meester beeldhouwer Phidias, die de maker was van het standbeeld van Zeus. Aan het einde van de 20e eeuw werd het onderzoek voornamelijk uitgevoerd door het Duits Archeologisch Instituut in Athene en het Ephorate (Magistraat) van Oudheden in Olympia. Het Archeologisch Museum van Olympia opende zijn deuren op zijn huidige plaats in 1982.