W XIII w. p.n.e., w okresie mykeńskim, wzgórze zostało ufortyfikowane murem cyklopowym o długości 760 m i wysokości 10 m, który częściowo zachował się w późniejszych strukturach architektonicznych. Wzniesiono tu wówczas również pałac z megaronem.
W VIII w. p.n.e. wzgórze stało się miejscem kultu bogini Ateny Polias (pol. Ateny Bogini Miasta) ze świątyniami na północno-wschodnim zboczu. Świadczą o tym figurki i brązowe kociołki z poł. VIII w. p.n.e. znalezione w ruinach.
Za panowania tyrana Aten Pizystrata w latach 561–527 p.n.e. ustanowiono święto upamiętniające narodziny bogini Ateny – Panatenaje, a na wzgórzu zaczęto wznosić pierwsze monumentalne budowle, m.in. dedykowane Atenie Starą Świątynię i , a także sanktuarium Artemidy Brauronii i pierwsze propyleje. Do dziś zachowały się fragmenty najprawdopodobniej frontonów proto-Partenonu z pozostałościami rzeźb przedstawiających lwy atakujące woły oraz prace Heraklesa oraz pozostałości dekoracji wschodniego frontonu Starej Świątyni Ateny ze scenami z Gigantomachii i najprawdopodobniej pierwszym rzeźbiarskim przedstawieniem Ateny na większą skalę. W sanktuarium znajdowało się wówczas również wiele darów wotywnych, m.in. marmurowe posągi kor i koni oraz statuy z brązu i terakoty. Na podstawie odnalezionych pozostałości szacuje się, że na wzgórzu stało ok.