Από την κύρια νοτιοδυτική πύλη της οχύρωσης της Καλυδώνας άρχιζε η ιερά οδός που οδηγούσε στο Ιερό της Αρτέμιδος Λαφρίας, το δεύτερο σε σπουδαιότητα ιερό μετά από αυτό του Θέρμου. Τα ιερό που βρίσκεται δυτικά της κύριας πύλης και έξω από τα τείχη της πόλης καταλαμβάνει έναν ξεχωριστό λόφο. Η κύρια λατρευόμενη θεά ήταν η Άρτεμις, ενώ παράλληλα λατρευόταν και ο θεός Απόλλων. Η Άρτεμις είχε την ονομασία Λαφρία και ο Απόλλων Λάφριος, γι' αυτό το ιερό ήταν γνωστό ως Λάφριον ή Λαφριαίον. Για το όνομα υπάρχουν δύο ερμηνείες, είτε ότι οφείλεται σε κάποιον Λάφριο από τη Φωκίδα, ο οποίος αφιέρωσε το άγαλμα της θεάς στο ιερό της Καλυδώνας, είτε ότι λαφρία σημαίνει ελαφριά και αναφέρεται στο ότι η οργή της θεάς προς το βασιλιά της πόλης Οινέα έγινε με τον καιρό ελαφρύτερη, γιατί σε μια γιορτή ο Οινέας έκανε θυσίες σε όλους τους θεούς εκτός από την Άρτεμη. Οι αρχαιότερες ενδείξεις λατρείας ανάγονται στα γεωμετρικά χρόνια, όπως μαρτυρείται από αψιδωτό οίκημα αυτής της εποχής, και η μεγαλύτερη ακμή του ιερού τοποθετείται στα αρχαϊκά χρόνια.



Στα τέλη του 7ου αι. π.Χ. κατασκευάζονται οι πρώτοι ναοί, οι οποίοι ήταν ξύλινοι. Τα πολύχρωμα κεραμοπλαστικά στοιχεία που τους κοσμούσαν, όπως σίμες, ακρωτήρια, ακροκέραμα, γείσα, μετόπες κ.α. προσέδιδαν μνημειακή όψη στα κτήρια αυτά. Τα χρώματα που διατηρήθηκαν είναι λευκό, μαύρο, κίτρινο και ερυθρό. Στις ανασκαφές βρέθηκαν πολλά κομμάτια από τις στέγες των ναών και των θησαυρών. Ανάμεσά τους ξεχωρίζουν ζωγραφιστά ακροκέραμα με διακόσμηση γυναικείων μορφών ή ανθέων, σφίγγες και γοργόνεια που ήταν ακρωτήρια και μετόπες διακοσμημένες με μυθολογικά θέματα. Τη διακόσμηση των στεγών συμπλήρωναν οι υδρορροές σε σχήμα κεφαλής λιονταριών ή σκυλιών, από τα στόματα των οποίων έρρεαν τα νερά των στεγών. Από τα ωραιότερα δείγματα είναι τμήμα σίμης με παράσταση Νικών σε άρματα. Τα πρώτα κτήρια επισκευάζονται και δέχονται συμπληρώσεις έως τα τέλη του 6ου αι. π.Χ., ενώ στο χώρο του ιερού προστίθενται νέα οικοδομήματα. Τη μεγαλύτερη ακμή γνωρίζει το ιερό από τα αρχαϊκά έως και τα ύστερα ελληνιστικά χρόνια.



Ο μεγάλος ναός της θεάς είχε δύο φάσεις κατασκευής. Κύρια ήταν η αρχαιότερη, σύγχρονη με το μεγάλο τρίπλευρο εντυπωσιακό ανάλημμα, με μήκος στη ΒΔ πλευρά του 28,5μ. και ύψος 8,80μ., επάνω στο οποίο εδράζονταν το οικοδόμημα. Το ανάλημμα ήταν από τα σπουδαιότερα έργα και σύμφωνα με τον αρχιτέκτονα M. Clemensen θα στοίχισε περισσότερο από τον ίδιο το ναό. Ο πρώτος ναός της Αρτέμιδος, με πρόδομο, οπισθόδομο και πτερό είχε την ανωδομή από ξύλο. Οι κίονες και ο θριγκός ήταν ξύλινοι με γραπτές μετόπες και με την παρουσία Σφιγγών στα ακρωτήρια. Έως και τον 5ο αιώνα π.Χ. το πτερό του ναού παρέμενε ξύλινο. Ο μεγάλος ναός αντικαταστάθηκε πλήρως από ένα νέο διπλάσιου μήκους κτήριο, εν μέρει ξύλινο. Η τελική φάση των κτηρίων που διατηρείται σήμερα, χρονολογείται γύρω στο 400 π.Χ., όταν ο μεγάλος ναός, διαστάσεων 32,26μ. x 14,90μ., έγινε πώρινος με μαρμάρινα κεραμίδια. Πρόκειται για δωρικό, περίπτερο εξάστυλο ναό με δεκατρείς κίονες στις μακρές πλευρές, με πρόναο, σηκό και οπισθόδομο. Στο εσωτερικό του φυλάσσονταν το χρυσελεφάντινο άγαλμα της θεάς, έργο των Ναυπάκτιων καλλιτεχνών Μέναιχμου και Σοίδα, χρονολογούμενο περί το 460 π.Χ. Ο Παυσανίας μας παρέχει πληροφορίες, τόσο για το άγαλμα, όσο και για τη λατρεία της θεάς που περιελάμβανε ολόκαυστες θυσίες. Το άγαλμα και η λατρεία μεταφέρθηκαν στην Πάτρα μετά τη ναυμαχία του Ακτίου το 31 π.Χ.



Δυτικά του ναού και σε χαμηλότερο επίπεδο σώζονται τα θεμέλια μικρότερου ναού, διαστάσεων 15,65μ. x 10,45μ. που αποτελούνταν από πρόδομο και σηκό και ήταν αφιερωμένος στον Απόλλωνα. Εντός του ιερού υπήρχε και η στοά, ένα επίμηκες οικοδόμημα, μήκους 64μ. και πλάτους 11,40μ., με εσωτερική κιονοστοιχία και δίρριχτη στέγη. Η στοά πιθανόν προορίζονταν για τη φιλοξενία προσκυνητών. Στη δυτική κλιτύ του ιερού ανευρέθησαν ποσότητες πήλινων ειδωλίων και αρχιτεκτονικά κατάλοιπα, τεμάχια πήλινων μετοπών, θραύσματα χάλκινων ενεπίγραφων πλακών, συντρίμματα μαρμάρινων αγαλμάτων κ.α. Ο περίβολος του ιερού δεν ήταν συνεχής, αλλά αποτελούνταν από τμηματικούς τοίχους στο φρύδι του μικρού λόφου. Τα αναλήμματα προσαρμόζονταν στο ανάγλυφο του εδάφους και στο φυσικό βράχο συγκρατώντας τα υπερκείμενα χώματα ή υποστηρίζοντας τα κτήρια. Τα κτίσματα συνδέονταν μεταξύ τους με κλίμακες. Τέλος, στην Καλυδώνα λατρευόταν και ο θεός Διόνυσος ο ναός του οποίου εντοπίζεται, χωρίς να έχει ανασκαφεί, κάτω από το ερημωμένο εκκλησάκι του Αγ. Ιωάννη.



Το ιερό των δύο θεών αποκαλύφθηκε με ανασκαφές που πραγματοποιήθηκαν το α΄μισό του 20ου αιώνα. Οι έρευνες απέδωσαν ποικίλα και άφθονα ευρήματα, για τα οποία αντλούμε πληροφορίες από τον τόμο «Das Laphrion», ο οποίος εκδόθηκε το 1948 στην Κοπεγχάγη από τους Dyggve και Poulsen, οι οποίοι τον αφιέρωσαν στην «ηρωική πόλη του Μεσολογγίου».