Ο γλυπτός διάκοσμος του ναού παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον και πρωτοτυπία. Ενώ μέχρι τώρα στους ναούς ο διάκοσμος αντλούσε τα θέματά του από τη μυθολογία, στη ζωφόρο του ναού της Απτέρου Νίκης συναντάμε για πρώτη φορά στην ελληνική ναοδομία απεικόνιση ιστορικών θεμάτων.
Η ζωφόρος, έργο του Αγοράκριτου, είχε τις εξής ανάγλυφες παραστάσεις:
Η ανατολική πλευρά παριστάνει συνέλευση ένθρονων θεών γύρω από το Δία (ίσως ψυχοστασία, ζύγισμα δηλαδή της τύχης δύο ηρώων του Τρωικού πολέμου, του Αχιλλέα και του Μέμνωνος).
Η νότια μάχες Ελλήνων με Πέρσες ιππείς.
Κάποιοι μελετητές γίνονται πιο συγκεκριμένοι πιστεύοντας ότι εικονίζεται η μάχη του Μαραθώνα.
Η δυτική και η βόρεια μάχες Ελλήνων οπλιτών με άλλους οπλίτες.
Σύμφωνα με άλλη άποψη εικονίζεται η σύγκρουση των Αθηναίων εναντίον των πόλεων που ήταν μέλη της πελοποννησιακής συμμαχίας· κι εδώ υπάρχουν δύο απόψεις:
α) η μάχη κατά των Κορινθίων το 458 π.Χ. ή
β) κατά των Βοιωτών στα Οινόφυτα το 457 π.Χ.
Κάποιοι πιστεύουν ότι γενικότερα στη νότια τη δυτική και τη βόρεια ζωφόρο απεικονίζεται η μάχη των Πλαταιών (479 π.Χ.) όπου οι Έλληνες πολέμησαν όχι μόνο εναντίον των Περσών αλλά και εναντίων όσων Ελλήνων είχαν συμμαχήσει με τους Πέρσες.
Μεγάλο μέρος των γλυπτών της ζωφόρου εκτίθενται στο Νέο Μουσείο της Ακρόπολης εκτός από εκείνα που άρπαξε ο Έλγιν και στεγάζονται στο Βρετανικό Μουσείο.
