El lugar sagrado de Éfeso era mucho más antiguo que el templo. El geógrafo Pausanias afirmó que existía muchos años antes de la inmigración Jonia y que era, incluso, más antiguo que el culto al Oráculo de Apolo en Dídima. Los anteriores habitantes de la ciudad eran legeles y lidios. El lugar en el que se fundó el santuario de Artemisa había sido ya objeto de veneración por las poblaciones locales que practicaban allí el culto a la Gran Madre o Cibeles, culto al que después se asimiló el de Artemisa. Las excavaciones de la Escuela Británica permiten seguir las fases principales de la evolución arquitectónica del conjunto. La gran abundancia de exvotos, desde el siglo VIII a. C., demuestra un lugar de culto. El edificio más antiguo que corresponde a la primera fase, se trata de un altar, al que siguió la construcción de algunos templos de pequeñas dimensiones (naískois). De éstos, el que precede al templo arcaico fue levantado hacia el 600 a. C. Medía 14 x 28 m y estaba rodeado por un muro de cierre. La construcción del edificio requirió muchísimo tiempo. Plinio el Viejo y Vitruvio afirman que los trabajos prosiguieron durante 120 años. y que fueron varios los arquitectos que los dirigieron. La primera construcción del templo data del siglo VIII a. C., y fue destruido por los cimerios. El templo fue diseñado por el arquitecto griego Quersifrón, de la ciudad cretense de Cnosos y construido alrededor del año 550 a. C. a expensas de Creso, el poderoso rey de Lidia. Fue terminado por Metágenes, hijo de Quersifrón, con ayuda de Teodoro, el arquitecto del Hereo de Samos. Se eligió un terreno rocoso como precaución frente a terremotos, según Plinio el Viejo. El templo se convirtió en atracción turística, visitado por mercaderes, reyes y viajeros, que pagaban tributo a Artemisa en forma de joyas y otros bienes. Su esplendor también atrajo adoradores que formaron el culto de Artemisa. El templo era respetado como lugar de refugio, tradición que se trasladó al mito con las amazonas que se refugiaron allí tanto de Hércules como de Dioniso. El templo de Éfeso fue destruido por un incendio provocado por Eróstrato el 21 de julio del año 356 a. C., la noche que, se dice, nació Alejandro Magno. Según la historia, su único fin fue lograr fama a cualquier precio. "Se descubrió que un hombre había planeado incendiar el templo de Diana en Éfeso, de tal modo que por la destrucción del más bello de los edificios, su nombre sería conocido en el mundo entero"