Gli scavi archeologici fecero emergere, dal punto di vista architettonico, almeno tre diversi impianti: del primo restava – visto che allo stato attuale non è più visibile – un piccolo muro in tufo con orientamento S-O che ha fatto ipotizzare un tempietto lungo m 7 ma di cui non è stato possibile calcolare la larghezza.
Sul finire del VI sec a.C. si diede vita a un grande tempio di tipo tuscanico orientato ad ovest a cui vanno attribuite sia alcune strutture in peperino ancora visibili che una serie di terrecotte architettoniche, rinvenute, all’interno di una favissa votiva, da Lord Savile negli scavi del 1894-1892 e che, in buona parte, si conservano presso il British Museum di Londra.
Si tratta di splendide antefisse a nimbo traforato di fattura campana con alcuni frammenti della cornice di coronamento laterale, della cima di un cornicione costituito da volute che sorreggono delle piccole palmette, di una lastra della trabeazione decorata al centro con un motivo geometrico floreale, con Kyma ionico nella zona superiore e con palmette in quella inferiore.
Il tempio tardo-arcaico doveva essere a tre celle, con quella centrale leggermente più stretta delle laterali, e con due file di colonne nel pronao: esso misurava circa 22 x 16 m.
Dopo la conquista romana di Lanuvio, avvenuta nel 338 a.C., il Tempio di Giunone Sospita entrò nell’orbita di Roma. A questo periodo vanno sicuramente attribuiti i lavori di ricostruzione di tutto l’impianto religioso che, rispetto alla precedente struttura (di VI sec. a.C.), mutò appena l’orientamento riutilizzando molti blocchi del tempio tardo-arcaico o di II fase che era a cella centrale con alae laterali.
Del tempio medio repubblicano ci rimangono solamente i 2/3 delle fondazioni poiché la parte destra è crollata in seguito al franamento della terrazza del Santuario. Delle parti a vista dell’alzato non si trovò quasi traccia poiché, oltre ai vari danneggiamenti causati loro dagli eventi naturali, si aggiunse la distruzione dovuta soprattutto al reimpiego dei blocchi di peperino che le componevano; blocchi riutilizzati in strutture medievali che sorsero nelle vicinanze, come il campanile al Conventaccio, di cui purtroppo non è rimasta traccia a causa dei bombardamenti dell’ultima guerra.
Negli scavi diretti nel 1914 dall’Ufficio Scavi della Provincia di Roma, emersero, oltre ai muri perimetrali del tempio in opera quadrata, un muro di recinzione in opera reticolata, parallelo ai lati nord ed est dello stesso, e un lastricato in basalto e peperino immediatamente all’esterno dell’antico impianto religioso che confermano come l’area immediatamente esterna al tempio venne interessata fino al I sec. a.C. da interventi di abbellimento dell’impianto religioso.
A riprova del prestigio che in quest’epoca godeva il tempio abbiamo una notizia di Appiano secondo cui, nella guerra contro Sesto Pompeo, Ottaviano si servì dei tesori accumulati nella struttura religiosa. Sappiamo anche da testimonianze epigrafiche (C.I.L. XIV n. 2088) di un intervento di restauro da parte di Adriano, dovuto allo stato di disastrosa rovina in cui versava la struttura nel I sec. d.C.

Plinio il Vecchio (Plin. N.H. XXXV, 17), infatti, ci testimonia che il tempio, che conservava splendidi intonaci raffiguranti Elena e Atalanta nude, era in stato di rovina.