Η Γόρτυνα γνώρισε τη μεγαλύτερή της ακμή τον 4ο αιώνα π.Χ., που εν μέρει οφειλόταν στη στρατηγική της θέση πάνω στον αρχαίο δρόμο που οδηγούσε από τη Μεγαλόπολη στην Ολυμπία, την οδό 84 των Ρωμαίων.

Το Ασκληπιείο απαρτίζεται από ένα ναό αφιερωμένο στον Ασκληπιό, τα ιαματικά λουτρά, που βρίσκονται απέναντι από το ναό προς Νότο, και μία στοά. Τα Ασκληπιεία ήταν λατρευτικοί χώροι και συγχρόνως θεραπευτικά κέντρα της αρχαίας Ελλάδας, αφιερωμένα στο Θεό Ασκληπιό. Χρέη Θεραπευτή εκτελούσαν οι ιερείς του θεού, οι Ασκληπιάδες.

Ο ναός του Ασκληπιού, που ξεχωρίζει από τα ισχυρά θεμέλιά του, άρχισε να χτίζεται λίγο μετά το 370 π.Χ. Έχει πρόναο και σηκό όχι όμως οπισθόδομο, πιθανόν στοιχείο μίμησης του αντίστοιχου ναού στο Ασκληπιείο της Επιδαύρου. Φαίνεται ότι ο ναός έμεινε ημιτελής, αφού πέτρες από τα κατώτερα τμήματά του χρησιμοποιήθηκαν στην ανακαίνιση των παρακείμενων λουτρών.

Τα λουτρά (4ος αι. π.Χ.) είναι ένα από τα σημαντικότερα συγκροτήματα αρχαίων λουτρών που έχουν βρεθεί. Λειτουργούσαν, από τον 3ο αιώνα π.χ., με το νεωτεριστικό για την εποχή τους σύστημα των υποκαύστων (σύστημα θέρμανσης και μεταφοράς ζεστού αέρα μέσω πήλινων αγωγών). Ο μηχανισμός αυτός ήταν ένα επίτευγμα της εποχής, που ο γάλλος μελετητής J. Pouilloux χαρακτήρισε “αρκαδική ευρεσιτεχνία”.

Στον ανασκαμμένο χώρο σήμερα διακρίνονται καθαρά η κεντρική αίθουσα των λουτρών με τις τρεις αψίδες και δυτικά και νότια οι βοηθητικοί χώροι. Τρία είναι τα βασικά είδη καθαρμού που προσέφεραν οι εγκαταστάσεις αυτές στους επισκέπτες τους: το λουτρό καθαριότητας, το λουτρό χαλάρωσης σε πισίνα και την εφίδρωση.

Η έκταση που καταλάμβαναν τα λουτρά ήταν πολύ μεγαλύτερη από το χώρο που βλέπουμε σήμερα. Είκοσι έως τριάντα άτομα υπολογίζεται ότι μπορούσαν να εξυπηρετηθούν συγχρόνως στις εγκαταστάσεις την εποχή της ακμής τους, στην ελληνιστική εποχή. Τον 1 ο αιώνα π.Χ. σταδιακά εγκαταλείπονται. Στο χώρο των λουτρών βρέθηκαν πολλά αναθήματα με αφιερώσεις στον Ασκληπιό, την Υγεία και άλλους Θεούς που σχετίζονται με την ίαση. Χαρακτηριστικό της πίστης των ασθενών στη μαγική ιατρική είναι και το εικονιζόμενο ανάθημα. Ο φοίνικας και τα συμπλέγματα των γραμμάτων που σχηματίζουν το όνομα ΠΕΙΘΙΟΣ είναι σύμβολα της μαγικής ιατρικής.