To ιερό του Απόλλωνα ήταν μία από τις πιο σημαντικές στάσεις της ελευσινιακής πομπής. Αυτό δικαιολογεί και την ύπαρξη οργανωμένης λατρείας προς τιμήν της Δήμητρας και της Περσεφόνης στο πλαίσιο του Απολλωνιακού τεμένους. Ο Απόλλων εδώ είχε πιθανότατα την προσωνυμία «Δαφνηφόρος».
To συμπέρασμα αυτό προκύπτει από επιγραφή σε μαρμάρινη έδρα-θρόνο στο αθηναϊκό θέατρο του Διονύσου, όπου διαβάζουμε «Ιερέως Απόλλωνος Δαφνηφόρου». Αυτό σημαίνει ότι, σύμφωνα με την συνήθεια να παραχωρούνται τιμητικές θέσεις στο θέατρο σε ιερείς και διάφορους αξιωματούχους, η εν λόγω έδρα ανήκε στον ιερέα του Απόλλωνα Δαφνηφόρου. Αφού, λοιπόν, η συγκεκριμένη λατρεία δεν μαρτυρείται πουθενά αλλού στην Αττική, βάσιμα γίνεται δεκτό ότι στο ιερό του Απόλλωνα που αναφέρει ο Παυσανίας, και που εντοπίζεται σε μια περιοχή γνωστή με την ονομασία Δαφνί, τουλάχιστον από τα μέσα του 13ου αιώνα μ.Χ. λειτουργούσε ο ιερέας της επιγραφής.
Ο ιερός χώρος για τον οποίο μιλά ο Παυσανίας, έχει εντοπιστεί στα όρια που καταλαμβάνει σήμερα η βυζαντινή μονή Δαφνίου. Όταν τον επισκέφτηκε ο περιηγητής, θα πρέπει να περιλάμβανε ναό και κάποιο υπόστυλο οικοδόμημα, καθώς στον χώρο βρέθηκε μεγάλος αριθμός σπονδύλων και κιονοκράνων ιωνικού και δωρικού τύπου.
Τοπογραφικό διάγραμμα της περιοχής Σκαραμαγκά. Σημειώνονται οι αρχαίες θέσεις και η πορεία της αρχαίας Ιεράς Οδού από το ιερό της Αφροδίτης έως τους Ρειτούς (Πρακτικά Αρχαιολογικής Εταιρείας 1937, σελ. 41, πίν. Α').
«[...] φτάσαμε στη μονή Δαφνίου, που είναι χτισμένη πάνω στα ερείπια του ναού του Απόλλωνα. Οι δύο τελευταίες κολόνες αυτού του κτίσματος είχαν κλαπεί από τον σύγχρονο Λεηλατητή του Παρθενώνα. Έμενε να δούμε την εκκλησία, όπου αντίκρυσα ένα Χριστό και άλλες μορφές σε πολύ καλά διατηρημένο μωσαϊκό. Σε μία από τις χαμηλές πλευρές είδα μία αρχαία κολώνα, στην αυλή παρατήρησα μία στήλη με δύο μορφές και στο λιθόστρωτο ενός διαδρόμου διάβασα μερικά γράμματα από μία επιγραφή, που δεν είχαν πια κανένα νόημα».
Πράγματι, όταν άρχισαν οι συστηματικές αρχαιολογικές έρευνες στην περιοχή του Δαφνίου κατά τις τελευταίες δεκαετίες του 19ου αιώνα, τόσο ο χώρος της μονής όσο και οι γύρω αγροί έβριθαν αρχαίων και βυζαντινών αρχιτεκτονικών μελών και γλυπτών. Επιπλέον, αρκετά λίθινα κατάλοιπα από το ιερό του Απόλλωνα βρέθηκαν εντοιχισμένα στα μεταγενέστερα βυζαντινά και φράγκικα κτίσματα:
«Εντός μεν του περιβόλου τής Μονής τό άνω μέρος κορμού νεαράς γυναικός, ίσως της Κόρης, αρίστης τέχνης, χωρίς ατυχώς χείρας και κεφαλίν - είχον μάλιστα μεταχειρισθή μεταγενεστέρως τόν κορμόν αυτόν ώς κοινόν λίθον του μανδρότοιχου. Κατά την είσοδον του αποκαλυφθέντος δυτικού περιβόλου της Μονής ανευρεύη πολύστιχος επιγραφή αναγραφής διαφόρων αρχόντων, μη σχετιζόμενη πρός τόν τόπον και χρησιμοποιηθείσα διά την ευπρεπή εμφάνισιν του πυλώνος. Έξω δε του περιβόλου δύο βάθρα Ερμών - παρακάτω μία κεφαλη Ερμού - διά τών οποίων ωδηγήθημεν είς τόν προσδιορισμόν τής συνεχείας τής Ιεράς οδού».
Σήμερα όλα αυτά βρίσκονται εκτεθειμένα σε πλήρως ανακαινισμένη αίθουσα της στοάς των μοναστικών κελιών στα νότια του καθολικού της μονής του Δαφνιού. Η αρχιτεκτονική μορφή του ναού του Απόλλωνα αλλά και ολόκληρου του ιερού μάς είναι σχεδόν ολοκληρωτικά άγνωστη. Με βάση την αφήγηση του Παυσανία και τα ελάχιστα αρχαιολογικά δεδομένα, ο αρχαιολόγος Παπαχατζής υποθέτει πως στο ιερό υπήρχε ένας ναός αφιερωμένος στον Απόλλωνα, όπου θα ήταν τοποθετημένο το άγαλμα του Θεού αλλά και αυτό της Αθηνάς. Τα αγάλματα της Δήμητρας και της Κόρης, από την άλλη, θα πρέπει να ήταν στεγασμένα σε ξεχωριστό ναϊκό οικοδόμημα. Η τοποθέτηση τεσσάρων λατρευτικών αγαλμάτων σε έναν σηκό προϋποθέτει την ύπαρξη ναού τεραστίων διαστάσεων, υπόθεση που μπορούμε με σιγουριά να αποκλείσουμε όσον αφορά το Δαφνί. Επιπλέον, ο αρκετά μεγάλος αριθμός σφονδύλων από κίονες υποδεικνύει την ύπαρξη και δεύτερου ναϊκού οικοδομήματος ή κάποιας στοάς. Έτσι, η Δήμητρα και η Κόρη θα πρέπει να στεγάζονταν σε σηκό ναού ή σε ανοικτή στοά. Πάντως, σύμφωνα με τον Παυσανία, αν υπήρχε δεύτερος ναός στο Δαφνί, ήταν σαφώς μεταγενέστερος από αυτόν του Απόλλωνα.