Археологическите данни посочват, че Сунион е свещена област още през бронзовата епоха, но храмът, видими и в наши дни, е построен в средата на 5-ти век преди христа (между 444 и 440 години преди нашата ера). Той е част от амбициозен строителен проект, иницииран от Перикъл, който включва и други известни храмове като Партенона и Хефестиона. Като се има предвид сходството на храма на Посейдон с хефестеона и Храма на Немезида в Рамнус, много историци стигат до извода, че те са проектирани от един и същ архитект. Една особено обединяваща черта на трите храма е фактът, че колоните на притвора са подравнени с третата колона на перистил. Надписът потвърждава, че храмът е посветен на Посейдон и е построен върху останките на още по-ранен храм на Порос, чиято основа все още се вижда. Този древен храм е бил разрушен от персите през 490 г.пр. Хр., когато все още е бил построен. Много малко се знае за този по-ранен храм, но е сигурно, че това е почитана забележителност, видима отдалеч, когато моряците се приближават или напускат безопасните пристанища на Атика. Новият храм точно повтаря размерите и плана на по-древния. Храм на Посейдон е периферните сградата на ордена на храма в дорийски, изработени от мрамор от съседната Агрилезы, с шест колони в краищата и тринадесет на всяка дълга страна, общо 34, от които тринадесет са запазени и днес.
