Ένας κιονίσκος με αναθηματική επιγραφή στον Ασκληπιό Σωτήρα σηματοδοτεί τη θέση του Ασκληπιείου στα νότια του ιερού της Δήμητρος. Η λατρεία του Ασκληπιού γνώρισε μεγάλη άνθηση στο Δίον, ιδιαίτερα κατά τους αυτοκρατορικούς χρόνους. Μαζί με το θεραπευτή θεό, λατρεύτηκαν επίσης μέλη της οικογένειάς του και συνοδοί του, όπως η κόρη του Υγιεία και ο δαίμονας Τελεσφόρος. Η κοινή παρουσία τους στο ιερό μαρτυρεί την εκτεταμένη λατρεία των ιαματικών θεοτήτων στο Δίον. 

Το ιερό του Ασκληπιού ιδρύθηκε στα τέλη του 4ου ή τις αρχές του 3ου αι. π.Χ. και λειτούργησε με βεβαιότητα ως τον 3ο αι. μ.Χ. Η ύπαρξη πηγαίων υδάτων στην περιοχή έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην επιλογή της θέσης, καθώς οι πηγές αποτελούσαν βασικό συστατικό στοιχείο της λατρείας και των θεραπευτικών πράξεων που τελούνταν στα ιερά του Ασκληπιού.

Μέσα στο τέμενος έχει ανασκαφεί ήδη ένας ιερός οίκος με πρόναο και σηκό, από τον οποίο προέρχονται αρκετά σπαράγματα επιγραφών, βάθρων και αγαλμάτων. Στο ιερό υπήρχε επίσης μία επιμήκης στοά, η οποία περιλάμβανε βεσπασιανή για την εξυπηρέτηση των προσκυνητών και πιθανόν χώρους εγκοίμησης. 

Το σημαντικότερο εύρημα από την περιοχή του Ασκληπιείου είναι ένα μαρμάρινο αγαλμάτιο Υγιείας. Το γλυπτό, το οποίο αντιγράφει πρωτότυπο αττικό έργο του 4ου αι. π.Χ., εικονίζει την κόρη του Ασκληπιού με το ιερό φίδι στον ώμο της. Κατά τις ανασκαφές βρέθηκαν επίσης θραύσματα από το βάθρο και το λατρευτικό άγαλμα του Ασκληπιού, μία μικρή κεφαλή Ασκληπιού ελληνιστικών χρόνων, ένα κεφαλάκι με κουκούλα, που απεικονίζει τον ιαματικό δαίμονα Τελεσφόρο, ένα χάλκινο φίδι και ένας δακτυλιόλιθος του 5ου αι. π.Χ. με παράσταση Έρωτα που παίζει λύρα.