Η ανακάλυψη του ιερού της Ολυμπίας αποδίδεται στον Βρετανό μελετητή Richard Chandler το 1766, ο οποίος ταύτισε πρώτος τη θέση του αρχαίου ιερού, το οποίο μέχρι τότε ονομαζόταν «Αντίλαλος».
Το ενδιαφέρον για την περιοχή εντάθηκε από το έργο του J.J. Winckelmann, ο οποίος οραματιζόταν την αποκάλυψη των θησαυρών της Ολυμπίας, ενώ ο πρώτος καθηγητής αρχαιολογίας στην Ελλάδα, Ludwig Ross, επιχείρησε ανεπιτυχώς να συγκεντρώσει πόρους για ανασκαφές το 1853.
Οι πρώτες περιορισμένες ανασκαφικές τομές πραγματοποιήθηκαν το 1829 από τη Γαλλική Επιστημονική Αποστολή του Μοριά υπό τον Abel Blouet, οι οποίες διήρκεσαν έξι εβδομάδες και έφεραν στο φως τμήματα του ναού του Διός, συμπεριλαμβανομένων των μετοπών που μεταφέρθηκαν στο Λούβρο.
Η συστηματική έρευνα ξεκίνησε το 1875 από το Γερμανικό Αρχαιολογικό Ινστιτούτο (DAI), μετά από επίσημη διμερή συμφωνία μεταξύ Ελλάδας και Πρωσίας το 1874.
Κεντρική προσωπικότητα υπήρξε ο Ernst Curtius, ο οποίος πέτυχε τη χρηματοδότηση του έργου από το γερμανικό κράτος (περίπου 800.000–900.000 χρυσά φράγκα).
Κατά την περίοδο αυτή αποκαλύφθηκε ο πυρήνας του ιερού, συμπεριλαμβανομένου του Ναού του Διός, του Ηραίου, του Μητρώου και του Βουλευτηρίου.
Τα σπουδαιότερα ευρήματα ήταν τα γλυπτά των αετωμάτων του ναού του Διός, η Νίκη του Παιωνίου και ο Ερμής του Πραξιτέλη.
Ο Curtius υπήρξε ένθερμος υποστηρικτής της παραμονής των ευρημάτων στον τόπο ανακάλυψής τους, γεγονός που οδήγησε στην ανέγερση του πρώτου Μουσείου Ολυμπίας με δωρεά του Ανδρέα Συγγρού το 1888.
Δυσχέρειες και Ανθρώπινο Κόστος
Οι ανασκαφείς του 19ου αιώνα αντιμετώπισαν αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες, με το υγρό κλίμα και τους βάλτους του Αλφειού να προκαλούν επιδημίες ελονοσίας.
Οι Έλληνες επίτροποι, Αθανάσιος και Κωνσταντίνος Δημητριάδης, κατέγραψαν στα ημερολόγιά τους την απομόνωση, τη φτώχεια και τα προβλήματα υγείας που τους βασάνιζαν.
Ο Αθανάσιος αναγκάστηκε να παραιτηθεί λόγω σοβαρής παράλυσης το 1877, ενώ οι οικονομικές στενότητες ήταν διαρκείς.
Επιπλέον, η έλλειψη μόνιμου οικισμού ανάγκαζε το προσωπικό να ζει σε πρόχειρα σπίτια ή στο χωριό Δρούβα.
Μεταξύ 1906 και 1929, η έρευνα συνεχίστηκε υπό την καθοδήγηση του αρχιτέκτονα Wilhelm Dörpfeld.
Ο Dörpfeld επικεντρώθηκε στην αναζήτηση των απαρχών του ιερού, ανακαλύπτοντας αψιδωτά κτίσματα και προϊστορικά στρώματα στην περιοχή μεταξύ Ηραίου και Πελοπίου.
Η συνεισφορά του ήταν καθοριστική για τη χρονολόγηση των πρωιμότερων φάσεων κατοίκησης, καθώς υποστήριξε ότι η ιερότητα του χώρου ανάγεται πολύ πριν από τους πρώτους καταγεγραμμένους αγώνες.
Παράλληλα, οι εργασίες του στον Θεηκολεώνα βοήθησαν στον διαχωρισμό των κλασικών δομών από τις ρωμαϊκές προσθήκες.
Με αφορμή τους Ολυμπιακούς Αγώνες του Βερολίνου το 1936, ξεκίνησε μια νέα φάση ανασκαφών υπό τους Emil Kunze και Hans Schleif.
Το επίκεντρο μετατοπίστηκε στο Αρχαίο Στάδιο, το οποίο αποκαλύφθηκε σταδιακά, καθώς και στη Νότια Στοά και το Γυμνάσιο.
Η περίοδος αυτή χαρακτηρίστηκε από τον έντονο κοινωνικοπολιτικό αντίκτυπο, καθώς το εγχείρημα χρηματοδοτήθηκε απευθείας με εντολή του Αδόλφου Χίτλερ για λόγους προπαγάνδας και ανάδειξης του αρχαίου ελληνικού πνεύματος ως προτύπου.
Οι εργασίες διακόπηκαν βίαια λόγω του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου.
Οι ανασκαφές επαναλήφθηκαν το 1952 υπό τον Kunze και αργότερα τον Alfred Mallwitz (1972–1984), ο οποίος αποκάλυψε το εργαστήριο του Φειδία, το Λεωνιδαίο και ερεύνησε το βόρειο πρανές του Σταδίου.
Από το 1984, υπό τον Helmut Kyrieleis, η έρευνα επικεντρώθηκε στην επανεξέταση της πρώιμης ιστορίας της Άλτης, με εκτεταμένες ανασκαφές στο Πελόπιο που απέδειξαν λατρευτική δραστηριότητα ήδη από τον 11ο αι. π.Χ..
Προγράμματα υπό τον Ulrich Sinn πιο πρόσφατων δεκαετιών εστίασαν στη Ρωμαϊκή περίοδο και την Ύστερη Αρχαιότητα, αναδεικνύοντας τον χριστιανικό οικισμό της Ολυμπίας.
Σήμερα, η τεχνολογία LiDAR, η γεωφυσική διασκόπηση και η τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιούνται για την ψηφιοποίηση των δεδομένων και την εξερεύνηση αδιερεύνητων περιοχών του ιερού.
Οι ανασκαφές είχαν τεράστια σημασία για τη διαμόρφωση της νεοελληνικής ταυτότητας, καθώς η σύνδεση με το ένδοξο παρελθόν προσέφερε κύρος στο νεοσύστατο κράτος.
Η αποκάλυψη του Σταδίου και η αναζωπύρωση του ενδιαφέροντος για τον αθλητισμό οδήγησαν στην αναβίωση των Ολυμπιακών Αγώνων το 1896 από τον Pierre de Coubertin.
Σε τοπικό επίπεδο, η ανασκαφή λειτούργησε ως καταλύτης ανάπτυξης, φέρνοντας σιδηρόδρομο, ξενοδοχεία και τουρισμό στην περιοχή. Η ένταξη της Ολυμπίας στον κατάλογο της UNESCO το 1989 σφράγισε την παγκόσμια αξία του μνημείου.