サモス島のピタゴリオとヘーラー神殿
前の神殿が失われたすぐ後に、代わりとなる神殿の建造が始まった。今度の神殿は幅 11.7 m、奥行き 37.7 m と、前の神殿より若干大きくなった。この神殿は、ギリシア神殿としては列柱廊を備えた初めてのものであったとされる。
この時期には神殿に様々な品が奉納されており、発掘調査の結果見つかったそれらのうちのいくつかは、サモス島の考古学博物館に収蔵されている。
第4期の神殿は、ロイコスとテオドロスの神殿が崩壊したことを受けて、僭主ポリュクラテスが建造させたものである。彼は第3期を更に上回る規模の神殿を設計させたが、彼の存命中には完成しなかった。それどころか、工事は更に250年ほどにわたり継続されたが、結局未完成に終わった。
後のゲルマン人の侵攻などによって神殿は破壊され、現在は一本の円柱といくつかの遺跡しか残っていない。