Η περιοχή της Ακαδημίας, γνωστή από την αρχαία γραμματεία, βρισκόταν έξω από τα τείχη της πόλης, στα βορειοδυτικά, στον Έξω Κεραμεικό. Οριζόταν από τον λόφο του Ίππιου Κολωνού και τις όχθες του ποταμού Κηφισού. Συνδεόταν με το Δίπυλο, την κυρία είσοδο τη πόλης των Αθηνών, με έναν δρόμο ο οποίος περνούσε διαμέσου του Δημόσιου Σήματος, δηλαδή του δημόσιου νεκροταφείου. Σε αυτόν τον δρόμο τελούνταν αγώνες λαμπαδηδρομίας στη μνήμη των νεκρών, οι οποίοι ξεκινούσαν από το Δίπυλο και κατέληγαν στην είσοδο της Ακαδημίας. Παρότι τα αρχαιολογικά κατάλοιπα που σώζονται είναι ελάχιστα, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της περιοχής βρίσκεται κάτω από τον σημερινό πολεοδομικό ιστό, η ταύτιση της Ακαδημίας επιβεβαιώθηκε με την εύρεση ενός Όρου, δηλαδή ενός λίθινου ορόσημου με επιγραφή που όριζε τον χώρο.

Επρόκειτο για ένα προάστιο στα δυτικά της Αθήνας, έξω από τα τείχη της πόλης, όπου έρεε ο Κηφισός ποταμός. Το όνομά της σύμφωνα με τον αιτιολογικό μύθο οφείλεται στον πρώτο οικιστή της, τον ήρωα Ακάδημο ή Εκάδημο, γιο του Κολωνού, του επώνυμου ήρωα του λόφου της περιοχής (λόφος του Ίππιου Κολωνού). Ο μύθος αναφέρει ότι ο Ακάδημος βοήθησε τους Διόσκουρους, Κάστορα και Πολυδεύκη, να βρουν την αδερφή τους Ελένη, την οποία είχε απαγάγει ο Θησέας. Τα δυο αδέλφια, για να ευχαριστήσουν τον ήρωα, του προσέφεραν ως αντίδωρο την περιοχή της Ακαδημίας, και έτσι ο Ακάδημος έγινε ο πρώτος οικιστής της. Σύμφωνα με την επικρατέστερη άποψη, ετυμολογικά η λέξη προκύπτει από τις λέξεις εκάς και δήμος, δηλαδή μακριά από το πλήθος, μακριά από την πόλη. Άλλοι μελετητές προτείνουν την προέλευση του ονόματος από το ρήμα ακέομαι που σημαίνει θεραπεύω, δηλαδή θεραπεία/ αναψυχή για το πλήθος (ακέομαι και δήμος).

Ήδη από τον 6ο αι. π.Χ. η περιοχή φιλοξενούσε ένα από τρία σπουδαιότερα γυμνάσια της πόλης, χώρους σωματικής και πνευματικής εκγύμνασης. Ο χώρος, που περικλειόταν από περίβολο, φιλοξενούσε πολλά ιερά και βωμούς, όπως του Ακάδημου, του Έρωτα, της Αθηνάς, του Προμηθέα, του Ερμή, του Ηφαίστου και του Δία. Στο ιερό άλσος που ήταν αφιερωμένο στη θεά Αθηνά υπήρχαν οι «Μορίες ελιές», από τις οποίες παραγόταν το λάδι που προσφερόταν ως έπαθλο στους Παναθηναϊκούς Αγώνες. Τον 5ο αι. π.Χ., ο Κίμωνας προχώρησε σε έργα εξωραϊσμού, με δενδροφύτευση του χώρου και την κατασκευή αγωγού για την παροχή νερού. Έτσι, η περιοχή μετατράπηκε σε ένα κατάφυτο ειδυλλιακό τοπίο, κατάλληλο για αναψυχή και μάθηση. Η επίδραση του φυσικού περιβάλλοντος στη σκέψη και την ψυχή των ανθρώπων φαίνεται πως ώθησε τον Πλάτωνα να ιδρύσει σε αυτό το μέρος την Ακαδημία του.

Το 387 π.Χ., ιδρύεται από τον Πλάτωνα η Φιλοσοφική Σχολή του, στη δημόσια περιοχή της Ακαδημίας, όπου λειτουργούσαν και άλλες σχολές. Ο σπουδαίος στοχαστής φαίνεται ότι συνέχισε το μοτίβο διδασκαλίας του δασκάλου του Σωκράτη, με κυρίαρχη τη φιλοσοφική συζήτηση, τη Διαλεκτική, και χωρίς συγκεκριμένο πρόγραμμα σπουδών. Σε αυτή την περίοδο χρονολογείται και ένα περίστυλο κτήριο τετράγωνη κάτοψης που ανασκάφηκε στον περιοχή, και οι μελετητές έχουν ταυτίσει είτε με την Παλαίστρα της Ακαδημίας των κλασικών χρόνων είτε με τον Περίπατο, τμήμα της Σχολής του Πλάτωνα. Άλλη άποψη αναφέρει ότι είναι ναός αφιερωμένος στις Μούσες που είχε ιδρύσει ο φιλόσοφος. Ο Πλάτωνας, κορυφαία προσωπικότητα της διανόησης όλων των εποχών, δίδαξε ως επικεφαλής της Ακαδημίας έως το 347 π.Χ., όταν έφυγε για την αυλή του βασιλιά των Συρακουσών Διονυσίου Β΄ του Νεότερου, με την ελπίδα να εφαρμόσει στην πράξη τα πολιτειακά του ιδεώδη.

Η Ακαδημία του Πλάτωνα συνέχισε τη λειτουργία της με επικεφαλής σπουδαίους φιλοσόφους. Το 86 π.Χ., με την επιδρομή του Σύλλα, η περιοχή λεηλατήθηκε. Οι φιλολογικές πηγές κάνουν λόγο για τόσο σοβαρές καταστροφές ώστε ο Αντίοχος Ασκαλωνίτης, επικεφαλής της Πλατωνικής Ακαδημίας το 79/8 π.Χ., αποφάσισε να συνεχίσει τη σχολή όχι στην περιοχή της Ακαδημίας, αλλά στο Λύκειο, στα ανατολικά προάστια της Αθήνας. Λίγο αργότερα φαίνεται ότι η Ακαδημία του Πλάτωνα συνέχισε να λειτουργεί στον χώρο ίδρυσής της. Τον 3ο αιώνα μ.Χ., η Ακαδημία γνώρισε μεγάλη ακμή με το φιλοσοφικό ρεύμα του Νεοπλατωνισμού, το οποίο θεμελιωνόταν στις βασικές ιδέες του Πλάτωνα. Όταν, όμως, απαγορεύτηκε στην Αθήνα η διδασκαλία της φιλοσοφίας από τον αυτοκράτορα Ιουστινιανό το 529 μ.Χ., η Ακαδημία έκλεισε οριστικά.