Um novo templo em mármore, o "Antigo Partenon", foi iniciado ao fim da Batalha de Maratona, em 490 a.C.. Para acomodá-lo, a porção sul do planalto foi liberada de obstáculos antigos e nivelada com a adição de cerca de 8.000 blocos de pedra do Pireu, em alguns locais com onze metros de profundidade, formando um muro de arrimo cheio com terra batida. O portão micénico foi substituído pelo "Propileu Antigo", colunata monumental com propósito mais cerimonial que defensivo. Essas construções ficaram inacabadas por causa das invasões persas em 480 a.C. quando foram arrasadas.