前356年7月21日，神殿被希腊人黑若斯达特斯纵火焚毁。传说亚历山大大帝诞生于神殿被毁的同一天。公元前323年，神殿开始重建，规模超过以前，长425英尺长，宽230英尺，有126根高60英尺的大理石柱。重建后的神殿矗立了大约六百年。公元246年，神殿被哥特人损坏，之后是否曾重建或重修尚不清楚。1869年考古学家约翰·特陶·伍德发现了阿提蜜丝神殿遗址，发掘工作一直持续到了1874年。今日的阿提蜜丝神殿旧址处，人们用发掘出的大理石拼成了一根石柱作为标记。