Ο ναός της Αθηνάς Νίκης, ιωνικού ρυθμού, τετράστυλος, αμφιπρόστυλος, οικοδομήθηκε μεταξύ των ετών 427 και 424 π.Χ. πάνω στον πύργο που οχύρωνε από τα μυκηναϊκά χρόνια την είσοδο στον Ιερό Βράχο, στο νοτιοδυτικό άκρο της Ακρόπολης. Ο ναός κατέλαβε τη θέση του αρχαιότερου πώρινου ναΐσκου της εποχής του Κίμωνα. Τα λείψανα αυτού του πρώτου λίθινου ναού, ο οποίος στέγασε το αρχαϊκό είδωλο της θεάς που είχε διαφύγει της καταστροφής από τους Πέρσες το 480 π.Χ., αποκαλύφθηκαν μαζί με τη βάση του ειδώλου το 1936 κάτω από το μαρμάρινο ναό. Σήμερα διατηρούνται, μαζί με τον μυκηναϊκό πύργο πάνω στον οποίο είναι ιδρυμένα, στον υπόγειο χώρο που έχει δημιουργηθεί για το σκοπό αυτό στο εσωτερικό του κλασικού πύργου. Από την εποχή των περσικών πολέμων η Αθηνά λατρεύτηκε εδώ ως η θεά που έδινε τη νίκη σε πολεμικούς αγώνες.
Ο κλασικός ναός της Αθηνάς Νίκης, κτισμένος εξ ολοκλήρου από πεντελικό μάρμαρο αποδίδεται στον αρχιτέκτονα Καλλικράτη. Πρόκειται για ένα οικοδόμημα μικρών διαστάσεων με μοναδικές ιδιομορφίες στο σχεδιασμό του και πλούσιο γλυπτό διάκοσμο που διακρίνεται για τη χάρη και την κομψότητά του. Δυο κιονοστοιχίες, αποτελούμενες από τέσσερεις ιωνικούς, μονολιθικούς κίονες η καθεμία, πλαισιώνουν το μικρό σηκό στην ανατολική και τη δυτική όψη, αντίστοιχα. Αν και η πλειονότητα των αετωματικών γλυπτών έχει χαθεί, είναι πιθανόν ότι στο ανατολικό αέτωμα του ναού παριστανόταν Γιγαντομαχία, ενώ στο δυτικό Αμαζονομαχία. Στη ιωνική ζωφόρο του ναού που περιέτρεχε το σηκό στις τέσσερεις πλευρές, παριστανόταν συνέλευση θεών (ανατολική πλευρά), μάχες Ελλήνων με Πέρσες ιππείς (νότια) και μάχες Ελλήνων οπλιτών με άλλους οπλίτες (λοιπές πλευρές). Το μεγαλύτερο μέρος των γλυπτών αυτών έχει σωθεί σε καλή κατάσταση και εκτίθενται στο Μουσείο της Ακρόπολης, με εξαίρεση εκείνα που διερπάγησαν από το λόρδο Έλγιν στις αρχές του 19ου αι., τα οποία εκτίθενται στο Βρετανικό Μουσείο.
Το μνημείο κατεδαφίστηκε από τους Οθωμανούς έως τη στάθμη της κρηπίδας το 1686, τις παραμονές της εισβολής του Morosini στην Αττική, και το υλικό του χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση των οχυρώσεων της εισόδου της Ακρόπολης. Κατά την κατεδάφιση αυτών των οχυρώσεων το 1835 βρέθηκαν η κρηπίδα του ναού και τα αρχιτεκτονικά του μέλη. Η πρώτη αναστήλωση του μνημείου που ακολούθησε ευθύς αμέσως αποτέλεσε την πρώτη επέμβαση αποκατάστασης των μνημείων του Ιερού Βράχου. Πραγματοποιήθηκε την περίοδο 1835-1845 από τους L. Ross, Ε. Schaubert, Ch. Hansen και K. Πιττάκη, και αφορούσε στο τμήμα του μνημείου που είχε κατεδαφιστεί κατά τον 17ο αι. Η δεύτερη αναστήλωση την περίοδο 1935-1940 πραγματοποιήθηκε από τους N. Μπαλάνοκαι A. Ορλάνδο προκειμένου να αντιμετωπισθούν τα σοβαρότατα προβλήματα ετοιμορροπίας που παρουσίαζε ο κλασικός πύργος επάνω στον οποίο είναι ιδρυμένος ο ναός. Η επέμβαση περιέλαβε όλο το ναό και το μεγαλύτερο μέρος του πύργου. Πενήντα χρόνια αργότερα οι δομικές βλάβες του μνημείου μετά τις παλαιότερες αναστηλωτικές επεμβάσεις επέβαλαν τη νέα αναστήλωσή του (2000-2010).