Pyhäkkö uusittiin 400-luvun alussa eaa. Tuolloin temppeliä ja koko pyhäkköaluetta laajennettiin. Uusi temppeli edusti doorilaista tyyliä ja siinä oli 6 x 12 pylvästä. Kaksi viiden pylvään riviä jakoi temppelin ytimen eli naoksen kolmeen laivaan. Tämän temppelivaiheen koristelu viittaa siihen, että temppeli oli virallisesti omistettu Athenelle, mutta kansa todennäköisesti yhdisti kultin edelleen vanhempaan Afaiaan. Merkittävimmät veistoskoristelut temppelistä ovat sen päätykolmiot, jotka esittivät Troijan sotaan liittyneitä tapahtumia Athenen läsnä ollessa.