A régészeti bizonyítékok azt mutatják, hogy Sounion szent terület volt a bronzkorig, de a napjainkban látható templom az I.E. 5. század közepén épült (I. E. 444-440 között). Része volt a Periklész által kezdeményezett ambiciózus építési projektnek, amely más híres templomokat is tartalmazott, mint például a Parthenon és a Hephaisteion. A Poszeidón-templomnak a Héphaiszteionhoz és a Nemezis templomához hasonló hasonlósága miatt sok történész arra a következtetésre jutott, hogy ugyanaz az építész tervezte őket. Mindhárom templom egyik különösen egyesítő tulajdonsága az, hogy a tornác oszlopai a perisztílus harmadik oszlopához igazodtak. Egy felirat megerősíti, hogy a templomot Poseidonnak szentelték, és egy még korábbi poros templom maradványaira épült, amelynek alapjai még mindig láthatóak. Ezt az archaikus templomot a perzsák lerombolták I.E. 490-ben, amikor még építés alatt állt. Nagyon keveset tudunk erről a korábbi templomról, de biztos, hogy tiszteletreméltó mérföldkő volt, messziről látható, amikor a tengerészek megközelítették vagy elhagyták az Attica kikötők biztonságát. Az újabb templom szorosan követi az ősibb méretét és tervét. Poseidon temploma a dór rend peripterális épülete volt, a közeli Agrileza márványból készült, hat oszlopgal a végein, tizenhárom pedig mindkét hosszú oldalon összesen 34-en-ebből tizenhárom ma is fennmarad.
