Il famoso fregio di Nike che si aggiusta il sandalo è un esempio di panneggio bagnato. Il drappeggio bagnato consiste nel mostrare la forma del corpo ma anche nel nascondere il corpo con il drappeggio degli abiti. Alcuni fregi provengono dalle guerre persiane e del Peloponneso. I fregi contengono una scena di cavalleria dalla battaglia di Maratona e una vittoria greca sui persiani nella battaglia di Plataea. Le battaglie rappresentano il dominio greco e ateniese attraverso la potenza militare e gli eventi storici. Una statua di Nike si trovava nella cella, o altrimenti chiamata naos. Nike era originariamente la dea della “vittoria alata” (vedi la Nike alata di Samotracia). L’assenza di ali della statua di Atena Nike portò gli ateniesi nei secoli successivi a chiamarla Apteros Nike o vittoria senza ali, e nacque la storia che la statua fu privata delle ali in modo che non potesse mai lasciare la città.
I fregi della trabeazione dell’edificio erano decorati su tutti i lati con sculture in rilievo nello stile classico idealizzato del V secolo aC. Il fregio nord rappresentava una battaglia tra greci con la cavalleria. Il fregio sud mostrava la vittoria decisiva sui Persiani nella battaglia di Plataea. Il fregio orientale mostrava un’assemblea degli dei Atena, Zeus e Poseidone, rendendo le credenze religiose ateniesi e la riverenza per gli dei legati al clima sociale e politico dell’Atene del V secolo.
Qualche tempo dopo che il tempio fu completato, intorno al 410 a.C. fu aggiunto un parapetto intorno ad esso per evitare che la gente cadesse dal ripido bastione. L’esterno del parapetto era adornato da sculture in rilievo scolpite che mostravano Nike in una varietà di attività e tutte in processione.
Gli architetti Christian Hansen e Eduard Schaubert scavarono il tempio negli anni 1830. L’edificio era stato completamente smantellato nel XVII secolo e la pietra era stata inserita nel muro turco che circondava la collina. Una primitiva anastilosi fu effettuata nel 1836 quando il tempio fu ricostruito dalle parti rimanenti. Un terzo restauro è stato completato nell’estate 2010. La struttura principale, lo stilobate e le colonne sono in gran parte intatte, meno il tetto e la maggior parte dei timpani. Frammenti del fregio scolpito sono esposti al Museo dell’Acropoli e al British Museum; copie di questi sono fissate al loro posto sul tempio.