Ο ναός της Δήμητρας είναι κτισμένος στο νότιο τμήμα της κλασικής ακρόπολης του αρχαίου Λεπρέου, πάνω σε ένα άνδηρο που βρίσκεται στο πιο χαμηλό σημείο αυτής και που εποπτεύει στα δυτικά τη θάλασσα, ενώ στα νότια και ανατολικά την κοιλάδα του ποταμού Νέδα και την οροσειρά με το ναό του Επικουρίου Απόλλωνα στις Βάσσες. Μνημονεύεται από τον Παυσανία, ο οποίος αναφέρει πως ήταν κτισμένος από ωμές πλίνθους και πως δεν είχε λατρευτικό άγαλμα.

Ο ναός είναι δωρικός περίπτερος με 6 x 11 κίονες. Έχει πρόναο με κίονες εν παραστάσι, σηκό χωρίς εσωτερική κιονοστοιχία, ενώ δεν υπάρχει οπισθόδομος. Είναι κατασκευασμένος από κογχυλιάτη λίθο, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε και για τη νεώτερη φάση του τείχους της πόλης. Από το ναό σώζεται η ευθυντηρία της περίστασης, το θεμέλιο του σηκού και αρκετά αρχιτεκτονικά μέλη (σπόνδυλοι κιόνων, κιονόκρανα, τμήματα του θριγκού). Η είσοδος στο ναό γινόταν από τρία σκαλοπάτια. Οι σπόνδυλοι των κιόνων φέρουν είκοσι ραβδώσεις και μερικοί σώζουν ίχνη λευκού επιχρίσματος. Οι μετόπες ήταν ακόσμητες, ενώ η κεράμωση από πηλό.

Στο εσωτερικό του σηκού έχουν αποκαλυφθεί θεμέλια που ανήκουν προφανώς σε παλαιότερο ναό. Σε απόσταση 7 μ. περίπου από την πρόσοψη του ναού έχει αποκαλυφθεί ορθογώνιο θεμέλιο διαστάσεων 4,90 x 1,46 μ., που είναι επίσης κατασκευασμένο από κογχυλιάτη λίθο και ανήκει προφανώς στο βωμό.

Η χρονολόγηση του ναού βασίζεται αποκλειστικά και μόνο στην αρχιτεκτονική του, καθώς δεν είναι γνωστά άλλα ευρήματα. Μπορεί να συγκριθεί με ναούς που βρίσκονται στη γειτονική περιοχή και συγκεκριμένα με το Μητρώο της Ολυμπίας και με το ναό στο Μάζι. Θα πρέπει να χρονολογηθεί στις πρώτες δεκαετίες του 4ου αι. π.Χ.