Statua wyobrażała stojącą, pełną majestatu boginię w hełmie i długim peplosie, z egidą i figurą Nike (o wysokości 1,77 m) na prawej dłoni oraz włócznią i tarczą przy lewym boku. Szczyt jej hełmu zdobił gryf między dwoma sfinksami, egidę – głowa Meduzy, tarczę – amazonomachia i gigantomachia, sandały – centauromachia, a bazę – płaskorzeźbiony fryz ukazujący scenę narodzin Pandory, czemu przygląda się 12 bogów. Na tarczy przedstawione są, pośród Greków walczących z Amazonkami, postacie Peryklesa i Fidiasza.
Całość, bogato polichromowana, działała na wyobraźnię wiernych ogromem, bogactwem i dekoracyjnością. Posąg wielokrotnie uzupełniano (kruszec wagi około 1151 kg stanowił bowiem skarb państwa ateńskiego) i reperowano. Prawdopodobnie uległ on zniszczeniu w pożarze między 429 a 485 n.e., jeśli wcześniej nie został wywieziony do Konstantynopola.
Ideę oryginału w różnym stopniu przechowały repliki rzymskie m.in. Atena Warwakion, Atena Lenormant, Atena z Pergamonu, Atena z Palmyry (odkryta w czasie polskich wykopalisk w 1975). Przedstawienia Ateny Partenos znajdują się także na Gemmie Aspazjosa i medalionach z kurhanu Kul Oba na Krymie.