łaźnie, kolejne skarbce).

W dobie epoki hellenistycznej powstał Leonidajon – dom gościnny dla honorowych gości oraz Filipejon – świątynia ufundowana przez Filipa II Macedońskiego, a wokół sanktuarium kolejne obiekty sportowe: stadion na 45 tys. widzów, hipodrom, Metroon, gimnazjon z palestrą oraz łaźnie. W czasach Cesarstwa Rzymskiego sanktuarium zostało kilkakrotnie splądrowane, wzniesiono łaźnie, luksusowe wille i akwedukt. W latach 160–170 n.e. Olimpię odwiedził grecki geograf Pauzaniasz, który sporządził szczegółowe opisy sanktuarium za czasów jego największej świetności, poświęcając mu dwie z dziesięciu ksiąg swojego dzieła Periegesis tes Hellados (pol. „Wędrówki po Helladzie”). Jego opisy, obok wyników badań archeologicznych, posłużyły do budowy modeli sanktuarium.