Метаген тоже не успел достроить храм, это выпало на долю архитекторов Пеонита и Деметрия. В 550 году до н. э., когда легкое и изящное беломраморное здание с великолепной отделкой открылось взорам собравшихся, оно вызвало удивление и восхищение.
Святилище было огромно: длиной 110 и шириной 55 метров. Вокруг него возвышались два ряда каменных колонн высотой до 18 метров (по свидетельству Плиния Старшего, их было 127). Двускатная крыша была сделана не из черепицы, как в древних храмах, а из мраморных плит. По углам крыши размещались четыре мраморных быка гигантских размеров.
Изнутри храм был облицован мраморными плитами, а в центре главного зала стояла статуя Артемиды высотой пятнадцать метров. Основа статуи была деревянной, но сверху она была сплошь покрыта золотыми украшениями и драгоценностями.
Фронтон храма, вершина которого отстояла от земли на 25 метров, был роскошно украшен величественной скульптурной композицией из мрамора.
До нас дошло свидетельство о конкурсе на создание скульптуры раненой амазонки. Жители Эфеса пригласили участвовать в нем Фидия (творца знаменитой статуи Зевса в Олимпии), Кресилая (создателя скульптуры Перикла), афинского скульптора Крадмона и Поликтета из Аргоса, который и одержал победу. Но каким же должно было быть это творение, чтобы превзойти искусство самого Фидия? А с каким высочайшим искусством были исполнены остальные скульптуры, что украшали храм внутри и снаружи?
Через двести лет житель Эфеса Герострат поджег храм Артемиды. Так он хотел увековечить свое имя в истории. Это случилось в ночь рождения Александра Македонского 21 июля 356 года до н. э. Решением собрания, «в котором участвовал весь эфесский народ», имя человека, совершившего это преступление, должно было навечно исчезнуть из памяти людской. В официальных списках о нем говорится просто как об «одном безумце», но в IV веке до н. э. о нем упомянул древнегреческий историк Феопомп, и имя Герострата с тех пор стало нарицательным.
Храм сильно пострадал. В огне сгорели деревянные конструкции, треснули балки перекрытий и колонны. Когда Александр Македонский попал в Эфес, он приказал восстановить храм и повелел своему придворному архитектору Дейнократу разработать план реконструкции. Но Дейнократ лишь скопировал первоначальный проект, считая, что в нем нечего улучшать, и таким образом «воскресил величественное великолепие храма в его первозданной красоте». Единственным новшеством был цоколь храма в виде мраморной террасы с десятью ступенями. Жители Эфеса на восстановление храма отдали все свои сбережения и драгоценности. Их поддержали жители других городов Малой Азии.
