В греческой мифологии Артемида была богиней охоты, дикой природы и диких животных и была одной из самых почитаемых богинь в Древней Греции. В V веке до нашей эры Калликрат спроектировал и построил храм в честь Артемиды. Небольшой ионический храм Артемиды Агротеры был построен на южном берегу реки Илисос, считавшейся в древности священной. Храм был построен из пентелийского мрамора с портиком с колоннадой на переднем и заднем фасадах.
Храм оставался практически нетронутым, пока в V веке его не превратили в христианскую базилику. В 1600-х годах был добавлен купол, и церковь была посвящена Деве Марии и впоследствии стала называться Panagia stin Petra («Мария, Мать Иисуса в скалах»).
Храм был разрушен в 1778 году, когда османские оккупанты начали разрушать древние памятники и использовать спойлу для укрепления стен вокруг города. Это место служило свалкой для щебня до 1897 года, когда Археологическое общество в Афинах провело первые официальные раскопки. В результате раскопок были обнаружены не только части храма, но и большая арка, фрагмент фриза, многочисленные небольшие вотивные сосуды, предположительно связанные с Элевсинскими мистериями, и несколько раннехристианских гробниц.
В 1960 году Министерство культуры Греции определило, что 50 метров с каждой стороны реки Илиссос имеют археологическое значение. Раскопки в 1962 г. выявили более ценные объекты, а в 1964 г. Центральный археологический совет Министерства особо охранял территорию храма целиком.
В 2006 году произошел снос современных зданий, примыкающих к участку, и снос был прекращен вскоре после того, как в стенах зданий были обнаружены руины. В 2009 году в планы сноса были внесены коррективы, и снос и археологические раскопки возобновились со многими новыми важными находками. Раскопки постепенно замедлялись из-за бюджетных проблем. К 2014 году на площадке редко можно было увидеть какие-либо работы. Частично раскопанный участок в настоящее время состоит из изношенных плит, оснований колонн и частей подпорной стены.