Nel 415 a.C. Segesta chiese aiuto ad Atene perché intervenisse contro l'intraprendenza Selinuntina supportata da Siracusa. Gli ateniesi presero come pretesto la richiesta di Segesta e decisero una grande spedizione in Sicilia, assediarono Siracusa ma ne risultarono disastrosamente sconfitti. Gli scontri si conclusero nel 409 a.C., quando Selinunte fu assediata e distrutta dai cartaginesi, invocati anche questa volta dai Segestani. Nel 307 a.C. molti Segestani furono terribilmente uccisi o venduti come schiavi dal tiranno siracusano Agàtocle per non aver a lui fornito i richiesti aiuti economici. Agatocle, dopo la feroce repressione, cambiò il nome della città in Diceopoli(città giusta). Nel 276 a.C. la città si consegnò alla potente armata di Pirro, ritornando sotto l'influenza punica alla dipartita dell'epirota.

Segesta fu distrutta dai Vandali nel V secolo, e mai più ricostruita nelle dimensioni del periodo precedente.
Ciononostante, vi rimase un piccolo insediamento e, dopo la cacciata degli Arabi, i Normanni vi costruirono un castello. Questo, ampliato in epoca sveva, fu il centro di un borgo medievale. Se ne perse poi quasi il nome fino al 1574, quando lo storico domenicano Tommaso Fazello, artefice dell'identificazione di diverse città antiche della Sicilia, ne localizzò il sito.

Particolare è la costruzione di un tempio di perfette fattezze doriche in una città elima. L'ipotesi prevalente è che non sia mai stato terminato, non presentando resti nè della cella nè della copertura nè delle scanalatura delle colonne: il suo il completamento sarebbe stato impedito dalle guerre. Alternativamente si è pensato ad un utilizzo della struttura per riti indigeni o che la cella e la copertura fossero stati costruiti in legno. Recentemente sono state trovate tracce della cella, interrate all'interno del tempio, insieme a tracce di costruzioni precedenti (il che farebbe pensare che il tempio fosse stato costruito su un luogo sacro ancora più antico).

Si tratta di un tempio periptero esastilo (ossia con sei colonne sul lato più corto, non scanalate). Sul lato lungo presenta invece quattordici colonne (in totale 36 quindi). Il tempio è stato costruito durante l'ultimo trentennio del V secolo a.C., sulla cima di una collina a ovest della città, fuori dalle sue mura. Per la sua fattura e per il suo attuale stato di conservazione, può considerarsi uno fra i templi più belli dell'antichità.

Il teatro, che può datarsi intorno alla metà del III secolo a.C., è posto sulla collina opposta a quella del tempio, a circa 440 metri di altezza. Sette cunei dividono i posti degli spettatori. Le separazioni sono fatte in travertino. La divisione orizzontale del teatro (diazoma) permetteva lo spostamento degli spettatori da una sezione all'altra del teatro.

La zona superiore purtroppo è semidistrutta, e assai poco rimane anche della scena, che secondo gli studiosi sarebbe stata decorata da colonne e pilastri.