Хотя остатки самого раннего, микенского периода (1400–1100 до н.э.) чрезвычайно скудны, они все же позволяют реконструировать план здания. Это был прямоугольный зал, примерно 9 м в длину и 6 м в ширину, с несколько выступающими вперед боковыми стенами. Внутри зала сохранились каменные ступени, окаймлявшие возвышение, на котором, вероятно, находился алтарь богини. Обнаружены остатки каменной стены, окружавшей прямоугольный двор. Здание было уничтожено, по-видимому, в период потрясений, вызванных вторжением дорийцев ок. 1000 до н.э. Впоследствии, ок. 900 до н.э., был возведен второй храм, в плане которого заметно существенное расхождение с прежним и с позднейшими конструкциями. Насколько можно установить по весьма немногочисленным остаткам, здание этого периода было круглым в плане или же имело апсиду, а окружавший его двор имел неправильную форму. После того как приблизительно в 650–600 до н.э., вероятно во времена Солона, между Афинами и Элевсином был окончательно установлен союз, это второе здание храма было снесено, и на его месте возвели новое, гораздо более просторное. Стены этого здания и обломки внутренних опор можно выделить среди развалин последующих эпох. Оно было прямоугольным в плане и похожим на Телестерий 5 в. до н.э., но значительно уступало последнему в размерах. Передний двор, по-прежнему несколько неправильной формы, расширился вперед и по бокам здания храма.

Около середины 6 в. до н.э., в правление Писистрата, был создан новый Телестерий, имеющий более значительные размеры, площадь же священного участка увеличилась тогда более чем вдвое. Это здание было квадратным в плане, длина каждой стороны ок. 27 м. Крыша здания опиралась на 25 внутренних колонн, выстроенных в 5 рядов, а вдоль стен для удобства посвящаемых возведен ряд ступеней. Перед входом в храм возвели портик, имевший 12 колонн. Это здание, как и крепостная стена и прочие строения на территории святилища, подверглись значительным разрушениям во время персидского нашествия в 480–479 до н.э.

Новый, опять значительно увеличившийся в размерах Телестерий был построен в эпоху Перикла, чуть позднее середины 5 в. до н.э. Здание спроектировал Иктин, создатель Парфенона, однако в строительстве принимали участие и другие архитекторы – Кориб, Метаген и Ксенокл. В целом была застроена площадь более 2700 кв.м. Крыша этого здания поддерживалась шестью рядами колонн, по 7 колонн в каждом. Из-за того, что склон горы мешал такому расширению, северо-западная половина храма отчасти врезана в скалу, в то время как другая его половина покоится на высокой подушке, а глубокие фундаменты проникают сквозь нее и доходят до скального основания. По всем четырем сторонам сооружено 8 ступеней для зрителей (число посвящаемых доходило до 3000 человек), в которых прорублено шесть проходов – два спереди и по два с боков. Предполагается, что на галерею (вроде хоров), окружавшую внутреннюю часть здания, можно было попасть сзади, с более высокого уровня. Запроектированный колоссальный портик (птерон) с далеко выдающимися крыльями так никогда и не был завершен, но сооруженное для него массивное основание производит внушительное впечатление. Уже во времена оратора Ликурга, ок. 330 до н.э., перед зданием эпохи Перикла был возведен портик, именуемый портиком Филона. Имея такую же глубину, как портик Иктина, но меньшую ширину, он придал всему зданию тот вид, который оно сохраняло на всем протяжении античности. Священный участок был тогда же вновь расширен, его стены перестроили, причем в них появились круглые башни, являющие собой один из лучших образцов фортификационной архитектуры времен античности. В последующие эпохи добавлялись новые строения. Вдоль южной стены священного участка было возведено здание совета, на возвышении к северу от Телестерия построили маленький храм, обращенный к югу. Дорога, проходившая через ворота в южной стене, вела к гавани. У ворот, уже вне священного участка, имеется небольшое строение – архаическое святилище, вероятно, предназначавшееся для поклонения какому-то местному герою.

В ходе раскопок, которые начиная с 1882 (с перерывами) ведет в Элевсине Греческое археологическое общество, обнаружено множество предметов, связанных с культом богини Деметры, часть их помещена в местный музей. Среди мраморных скульптур выделяются многочисленные рельефы, изображающие миссию Триптолема, юного элевсинского героя, сына Келея. Деметра открыла ему искусство земледелия, вручила зерна пшеницы и подарила запряженную крылатыми драконами золотую колесницу. На ней Триптолем объехал землю и распространил земледелие среди всех народов. Наиболее знаменитое произведение элевсинской скульптуры (ныне в Национальном музее в Афинах) – мраморный рельеф, изображающий Деметру в момент передачи Триптолему колосьев пшеницы, причем участвует в этом и Персефона. В местном элевсинском музее выставлены многочисленные применявшиеся в мистериях культовые сосуды. Наиболее характерный именно для Элевсина сосуд, т.н. «керн», состоит из терракотовой стойки с прикрепленными к ней многочисленными маленькими чашечками, в каждую из которых клали особое приношение богине. Эти сосуды, которые находят и в других святилищах Деметры, несли участники священной процессии.

Вазы и мраморные рельефы, обнаруженные в ходе раскопок (на многих из них изображены участники разных священнодействий), помогают в восстановлении внешней стороны Элевсинских мистерий, но о внутреннем их содержании можно только догадываться, поскольку обет молчания, которым связывали себя посвященные, хранился очень строго.