Dowody archeologiczne wskazują, że Sounion był świętym obszarem już w epoce brązu, ale widoczna w naszych czasach świątynia została zbudowana w połowie V wieku p. n. e. (między 444 A 440 p. n. e.). Była to część ambitnego projektu budowlanego zainicjowanego przez Periklesa, który obejmował inne znane świątynie, takie jak Partenon i Hefajstejon. Biorąc pod uwagę podobieństwo świątyni Posejdona do Hefajstejonu i świątyni Nemezis w Rhamnous, wielu historyków stwierdziło, że zostały zaprojektowane przez tego samego architekta. Szczególnie jednoczącą cechą wszystkich trzech świątyń jest fakt, że kolumny ganku zostały wyrównane z trzecią kolumną perystylu. Inskrypcja potwierdza, że świątynia została poświęcona Posejdonowi i została zbudowana na pozostałościach jeszcze wcześniejszej świątyni poros, której fundamenty są nadal widoczne. Ta archaiczna świątynia została zrównana z ziemią przez Persów w 490 r. p. n. e., gdy była jeszcze w budowie. Niewiele wiadomo o tej wcześniejszej świątyni, ale pewne jest, że była to czczony punkt orientacyjny, widoczny z daleka, gdy żeglarze zbliżali się lub opuszczali bezpieczne porty Attyki. Nowsza Świątynia ściśle odpowiada rozmiarom i planom starszej. Świątynia Posejdona była peripteralną budowlą Zakonu doryckiego, wykonaną z marmuru z pobliskiej Agrilezy, z sześcioma kolumnami na końcach i trzynastoma na każdej długiej stronie, z czego trzynaście przetrwało do dziś.
