Attorno al 500 a.C. l’"Hekantompedon" fu smantellato per fare spazio ad un tempio più grande, l'"antico Partenone" (o "pre-Partenone"). Gli Ateniesi decisero di fermare la costruzione del tempio di Zeus Olimpio, che era legato ai Pisistratidi, e usarono il calcare del Pireo che gli avevano destinato per costruire l'antico Partenone. Per accoglierlo la parte meridionale del pianoro fu ripulita, fu spianata aggiungendo circa 8000 blocchi di calcare da due tonnellate, delle fondamenta spesse 11 metri in alcuni punti, e il resto fu riempito con della terra tenuta in posizione da un muro di contenimento. Nel 490 a.C., dopo la vittoria di Maratona, il piano fu rivisto e al posto del calcare si decise di usare il marmo. La prima fase dell'edificio, in calcare, è detta "pre-Partenone I", la seconda fase, in marmo, "pre-Partenone II". Nel 485 a.C. Serse salì al trono, quindi gli Ateniesi bloccarono i lavori al fine conservare le loro risorse per un'eventuale guerra.