Κατά την ελληνιστική εποχή, αν όχι νωρίτερα, αρκετά πιο μακριά από τα υπόλοιπα ιερά του Δίου, περίπου 5 χιλιόμετρα νοτιοανατολικά της αρχαίας πόλης, λειτουργούσε το λεγόμενο ιερό της Αρτέμιδος Βαφυρίας. Το ιερό αυτό βρισκόταν κοντά στις εκβολές του ποταμού Βαφύρα και γι’ αυτό του δόθηκε από τον Δ. Παντερμαλή αυτή η επωνυμία, καθώς γνωρίζουμε ότι κατά την αυτοκρατορική τουλάχιστον εποχή η Άρτεμις λατρευόταν ως Βαφυρία.

Κατά τις ανασκαφές βρέθηκαν ένας ναός, ένας βωμός και κάποιοι χώροι, μάλλον εργαστηριακοί, στα νότια και τα βορειοανατολικά του ναού. Σε βαθύτερο στρώμα, βρέθηκε το θεμέλιο ενός σχεδόν τετράγωνου χώρου που μάλλον αποτελεί κάποιο προγενέστερο κτίσμα του ιερού, ίσως τον πρώτο ναΐσκο του ιερού. 

Ο μεταγενέστερος ναός είχε προσανατολισμό ανατολής δύσης με την είσοδο στην ανατολική πλευρά. Είναι δίχωρος με βαθύ πρόδομο και σηκό, ενώ το δάπεδο του σηκού ήταν λιθοστρωμένο. Στο βάθος του σηκού υπήρχε κτιστό θρανίο, δίπλα στο οποίο βρέθηκε και το λατρευτικό άγαλμα της θεάς. Ο τρόπος δόμησής του ναού με μεγάλες λιθοπλίνθους, που θυμίζει τους ελληνιστικούς ναούς του ιερού της Δήμητρος, οδηγεί σε μία παρόμοια χρονολόγηση.

Έξω από το ναό του ιερού, βρέθηκε μία ενεπίγραφη αναθηματική στήλη η οποία αποτελεί ασφαλές χρονολογικό κριτήριο ότι το ιερό λειτουργούσε κατά την ελληνιστική περίοδο. Τη στήλη ανέθεσε ο Παυσανίας, γιος του Μενίππου στην Άρτεμη Σώτειρα. 

Μέσα στο σηκό του ναού βρέθηκε ένα άγαλμα της Αρτέμιδος, πιθανότατα το ίδιο το λατρευτικό άγαλμα της θεάς, στον αγαλματικό τύπο της Αρτέμιδος Colonna. Η θεά εικονίζεται όρθια σε διασκελισμό φορώντας άζωστο πέπλο με απόπτυγμα, ενώ με ιμάντα που περνάει πάνω από τον δεξιό της ώμο στηρίζεται η φαρέτρα. Και τα δύο χέρια του αγάλματος είναι σπασμένα λίγο ψηλότερα από το ύψος του αγκώνα, αλλά γνωρίζουμε ότι με το αριστερό της χέρι θα κρατούσε τόξο και με το δεξί βέλος, το οποίο ήταν έτοιμη να τοξεύσει.