Το Ιερό εντοπίστηκε αρχικά το 2006, 150 μέτρα ανατολικά του αρχαίου Σταδίου και κοντά στις εγκαταστάσεις της Διεθνούς Ολυμπιακής Ακαδημίας.
Η αποκάλυψη ήρθε ως αποτέλεσμα ενός τυχαίου γεγονότος: μιας τεχνικής σύμβασης για την κατασκευή ενός αγωγού που προοριζόταν να μεταφέρει νερό από τον ποταμό Ερύμανθο στον Πύργο.
Όταν αφαιρέθηκε η ασφαλτική επίστρωση, το Ιερό εντοπίστηκε σε βάθος δυόμισι μέτρων, ενώ σε κοντινή απόσταση (στα ανατολικά) ήρθαν στο φως και ρωμαϊκά λουτρά .
Το κτίριο που αποκαλύφθηκε είχε ορθογώνια κάτοψη, κατασκευασμένο από πωρόλιθο και η αρχική του φάση χρονολογείται στον 5ο αιώνα π.Χ. , αν και δεν ολοκληρώθηκε ποτέ.
Η Δήμητρα Χαμύνη είναι μια παλιά χθόνια θεότητα . Το επίθετό της, Χαμύνη , έχει ερμηνευτεί με διάφορους τρόπους, κυρίως με την έννοια «κάθεται στο έδαφος» .
Μια άλλη ερμηνεία υποδηλώνει ότι το όνομα προέρχεται από τις λέξεις «χάμαι + ευνή» , που σημαίνει «ξαπλωμένος ή κοιμισμένος στη γη» . Σύμφωνα με τον Παυσανία, κάποιοι πίστευαν ότι το όνομα ήταν παλιό και σήμαινε ότι η γη άνοιγε για να περάσει το άρμα του Άδη και μετά έκλεινε ξανά.
Αυτή η θεότητα ήταν μια προϊστορική θεότητα που συνδεόταν με τη βλάστηση και τη γονιμότητα της γης, λειτουργίες που μπορεί να είχε αναλάβει και η Άρτεμις.
Η ταύτιση του Ιερού με τη λατρεία της Δήμητρας Χαμύνης επιβεβαιώθηκε από πλήθος κινητών ευρημάτων που σχετίζονται με τη λατρεία της Δήμητρας, όπως πήλινα και χάλκινα αγγεία και ειδώλια.
Ανάμεσα στα συνηθισμένα ευρήματα (όπως ειδώλια γυναικών, βοοειδών, χοίρων και προτομών), το πιο σημαντικό και μοναδικό εύρημα ήταν ένα πήλινο ειδώλιο δικέφαλου Κέρβερου , που κρατούσε ποπάνα (κέικ) στο στόμα του.
Αυτός ο Κέρβερος, που χρησίμευε ως προσφορά στον Άδη, τον βασιλιά του Κάτω Κόσμου , επιβεβαίωνε τον χθόνιο χαρακτήρα της λατρείας.
Η ταύτιση υποστηρίχθηκε περαιτέρω από μια επιγραφή χαραγμένη στο στήθος ενός μεγάλου ειδωλίου Κέρβερου, η οποία ανέφερε τη Δήμητρα, την Κόρη (Περσεφόνη) και τον Βασιλιά (Άδη).
Η λατρεία της θεάς ήταν στενά ενσωματωμένη στις πρακτικές που τηρούνταν στην Ολυμπία, και συγκεκριμένα στους Ολυμπιακούς Αγώνες.
Η ιέρεια της Δήμητρας Χαμύνης ήταν η μόνη παντρεμένη γυναίκα που είχε το δικαίωμα να παρακολουθεί τα αθλητικά γεγονότα .
Κάθισε δίπλα στον πέτρινο βωμό της, ο οποίος βρισκόταν στην αριστερή πλευρά (στη βόρεια όχθη) του αρχαίου Σταδίου.
Αξίζει να σημειωθεί ότι κατά τη Ρωμαϊκή Εποχή, αυτό το αξίωμα κατείχε η Ρήγιλλα , σύζυγος του Ηρώδη του Αττικού. Υποστηρίζεται μάλιστα ότι ο δρόμος (δρόμος) μπορεί να τελούνταν προς τιμήν της θεάς.
Οι ανασκαφικές εργασίες στην περιοχή του Ιερού είχαν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας μεγάλης τάφρου με σχεδόν κάθετες κλίσεις, η οποία λειτουργούσε ως λεκάνη συλλογής όμβριων υδάτων.
Στο πλαίσιο του υποέργου «Προστασία και Ανάδειξη του Ιερού της Δήμητρας Χαμύνης», υλοποιήθηκαν σημαντικά τεχνικά έργα, όπως η σταθεροποίηση της βόρειας πλαγιάς της τάφρου με χρήση τοίχου από οπλισμένο σκυρόδεμα και μικροπασσάλων.
Επιπλέον, κατασκευάστηκε ένα περιμετρικό σύστημα αποστράγγισης για τη διαχείριση της απορροής των όμβριων υδάτων.
