Το Ασκληπιείο, το ιερό προς τιμήν του θεού Ασκληπιού και της κόρης του Υγείας, βρίσκεται στα δυτικά του Διονυσιακού Θεάτρου και καταλαμβάνει τον χώρο ανάμεσα στον αρχαίο Περίπατο και τον Ιερό Βράχο της Ακρόπολης. Ιδρύθηκε το έτος 420/19 π. Χ. από τον Αθηναίο πολίτη Τηλέμαχο τον Αχαρνέα. Το χρονικό της ίδρυσής του αναγράφεται στο Μνημείο του Τηλεμάχου, μια ενεπίγραφη, αμφίγλυφη, μαρμάρινη στήλη με ψηλό κορμό, που επιστέφεται από ανάγλυφους πίνακες με παραστάσεις από την άφιξη του θεού στην Αθήνα από την Επίδαυρο και την υποδοχή του, από τον πιστό Τηλέμαχο, στο νεοϊδρυθέν ιερό της Νότιας κλιτύος της Ακρόπολης.

Στο συγκρότημα των οικοδομημάτων του ιερού περιλαμβάνονται ο ναός και ο βωμός του θεού καθώς επίσης και δύο στοές, η Δωρική Στοά που λειτουργούσε ως εγκοιμητήριον για τη διανυκτέρευση των ασθενών στο Ασκληπιείο και τη θαυματουργή (μέσω των ονείρων) θεραπεία τους από το θεό και η Ιωνική Στοά που χρησίμευε ως καταγώγιον δηλαδή εστιατόριο και κατάλυμα των ιερέων του Ασκληπιείου αλλά και των επισκεπτών του.

Η Δωρική Στοά, στα ανατολικά του τεμένους, ιδρύθηκε σύμφωνα με τις επιγραφικές μαρτυρίες το 300/299 π. Χ. και ήταν διώροφη με 17 δωρικούς κίονες στην πρόσοψή της. Συμπεριλάμβανε στο ανατολικό της άκρο την Ιερά Κρήνη και στο δυτικό της άκρο τον Ιερό Βόθρο. Η Ιερά Κρήνη είναι μια μικρή σπηλιά μέσα στον βράχο, στην οποία υπάρχει πηγή, προϋπόθεση για την ίδρυση του Ασκληπιείου, εφόσον το νερό, με την εξαγνιστική και θεραπευτική του δύναμη αποτελεί πρωταρχικό στοιχείο της λατρείας του θεού. Ο Ιερός Βόθρος, ένα βαθύ όρυγμα με πολυγωνική τοιχοδομία βρίσκεται στον δεύτερο όροφο της Δωρικής Στοάς και χρονολογείται στο τελευταίο τέταρτο του 5ου αι. Σε αυτόν τελούνταν πιθανώς τα Ηρώα, οι θυσίες προς τους χθόνιους θεούς και τους ήρωες, οι οποίες μαρτυρούνται επιγραφικά.

Η Ιωνική Στοά, στα δυτικά του τεμένους, χρονολογείται επίσης στο τελευταίο τέταρτο του 5ου αι. π. Χ. Πρόκειται για ένα ισόγειο κτίριο με τέσσερα δωμάτια και ιωνική κιονοστοιχία στην πρόσοψή του. Στα ρωμαϊκά χρόνια, για να καλυφθούν οι ανάγκες της ολοένα και μεγαλύτερης προσέλευσης των πιστών στο Ασκληπιείο, προστέθηκε μια ακόμα βοηθητική στοά στα νότια του τεμένους, η ονομαζόμενη Ρωμαϊκή Στοά.

Το ιερό οριοθετούσε, στην δυτική του πλευρά, περίβολος με πρόπυλο, για την πρόσβαση των επισκεπτών από την αρχαία οδό του Περιπάτου στο χώρο του Ασκληπιείου. Σύμφωνα με τις επιγραφικές μαρτυρίες το πρόπυλο ανακαινίστηκε στα Ρωμαϊκά χρόνια.

Στις αρχές του 6ου αι. μ. Χ., όταν η χριστιανική λατρεία διαδέχθηκε την αρχαία, όλα τα μνημεία του Ασκληπιείου εντάχθηκαν στο συγκρότημα μιας μεγάλης, τρίκλιτης παλαιοχριστιανικής βασιλικής. Στα Βυζαντινά χρόνια (11ος και 13ος αι.) δύο μικρότεροι, μονόκλιτοι ναοί κατέλαβαν τη θέση της βασιλικής ενώ ο τελευταίος από αυτούς λειτούργησε μάλλον ως το καθολικό μιας μικρής μονής.

Στο Ασκληπιείο πραγματοποιήθηκαν από το 2002 οι τμηματικές αναστηλώσεις του δυτικού άκρου της πρόσοψης του ισογείου της Δωρικής Στοάς, του δωματίου του Ιερού Βόθρου στον πρώτο όροφο της Δωρικής Στοάς και του ναού του Ασκληπιού.