El famoso friso de Nike ajustando su sandalia es un ejemplo de drapeado húmedo. El drapeado húmedo consiste en mostrar la forma del cuerpo pero también en ocultarlo con el drapeado de la ropa. Algunos frisos proceden de las guerras persas y del Peloponeso. Los frisos contienen una escena de caballería de la batalla de Maratón y una victoria griega sobre los persas en la batalla de Platea. Las batallas representan el dominio griego y ateniense a través del poder militar y los acontecimientos históricos. Nike era originalmente la diosa de la «victoria alada» (véase la Nike alada de Samotracia). La ausencia de alas de la estatua de Atenea Nike llevó a los atenienses en siglos posteriores a llamarla Apteros Nike o victoria sin alas, y surgió la historia de que la estatua fue privada de alas para que nunca pudiera salir de la ciudad.
Los frisos del entablamento del edificio estaban decorados en todos los lados con escultura en relieve en el estilo clásico idealizado del siglo V a.C.. El friso norte representaba una batalla entre griegos con caballería. El friso sur mostraba la victoria decisiva sobre los persas en la batalla de Platea. El friso este mostraba una asamblea de los dioses Atenea, Zeus y Poseidón, lo que hace que las creencias religiosas atenienses y la reverencia a los dioses estén ligadas al clima social y político de la Atenas del siglo V.
Algún tiempo después de que se terminara el templo, alrededor del 410 a.C., se añadió un parapeto a su alrededor para evitar que la gente se cayera del empinado bastión. El exterior del parapeto estaba adornado con esculturas talladas en relieve que mostraban a Nike en una variedad de actividades y todas en procesión.
Los arquitectos Christian Hansen y Eduard Schaubert excavaron el templo en la década de 1830. El edificio había sido totalmente desmantelado en el siglo XVII y la piedra incorporada a la muralla turca que rodeaba la colina. En 1836 se llevó a cabo una anastilosis primitiva en la que se volvió a levantar el templo a partir de las partes restantes. En el verano de 2010 se llevó a cabo una tercera restauración. La estructura principal, el estilóbato y las columnas están en gran parte intactos, menos el techo y la mayoría de los tímpanos. Fragmentos del friso esculpido están expuestos en el Museo de la Acrópolis y en el Museo Británico; copias de los mismos están fijadas en su lugar en el templo.