Στις αρχές του 19ου αιώνα τα ερείπια του Δίου είχαν χαθεί μέσα στην πυκνή βλάστηση και τα νερά. Όμως, ο Άγγλος συνταγματάρχης και περιηγητής Ουίλιαμ Μάρτιν Ληκ, σ’ ένα από τα ταξίδια του στην περιοχή το 1806, κατάφερε να ταυτίσει με βεβαιότητα τη θέση του αρχαίου Δίου.
Τα ερείπια της πόλης στην Πιερίας βρίσκονται σε απόσταση 4 περίπου χλμ. από τη θάλασσα. Οι αρχαιολογικές έρευνες στην περιοχή ξεκίνησαν το 1928 και το 1973 συνεχίστηκαν υπό την εποπτεία του καθηγητή Δημητρίου Παντερμαλή.
Η αρχαιολογική σκαπάνη έφερε στο φως ιερά αφιερωμένα στη λατρεία των Αιγυπτίων θεών, του Σαράπιδος, της Ίσιδος και του Ανούβιδος, τον μικρό ναό της Υπολυμπιδίας Αφροδίτης, το αρχαιότατο Ιερό της Δήμητρας, ελληνιστικό θέατρο της εποχής του Φιλίππου του Ε΄, ρωμαϊκό θέατρο του 2ου αιώνα, στάδιο, την έπαυλη του θεού Διονύσου με τα υπέροχα ψηφιδωτά, νεκροταφείο, καταστήματα, λίθινες στήλες (στο τέμενος του Δία), ωδείο, τείχη, μουσικά όργανα (όπως η ύδραυλις, ένα πνευστό μουσικό όργανο) καθώς και λουτρά – οι λεγόμενες «Μεγάλες Θέρμες».
Στο Δίον λειτουργεί από το 1983 αρχαιολογικό μουσείο και σε αυτό εκτίθενται όλα τα ευρήματα του Δίου και της υπόλοιπης Πιερίας.
Η επιλογή της θέσης του ιερού του Διός υπαγορεύτηκε από τα θεϊκά σημάδια. Ήταν τα κρυστάλλινα νερά που αναβλύζουν από πηγές και αιωνόβια δέντρα, τα οποία δέχονται τις συχνές ριπές των κεραυνών στη διάρκεια των καλοκαιρινών καταιγίδων.
Ακολουθώντας την παράδοση, σύμφωνα με την οποία ο Δευκαλίων, βασιλιάς της Θεσσαλίας, είχε στήσει βωμό προς τιμήν του Δία στο Δίον, οι Μακεδόνες ανέδειξαν την πόλη σε θρησκευτικό κέντρο.
Το Δίον ήταν μια αρχαιότατη πόλη στρατηγικής σημασίας και μια από τις πιο φημισμένες μακεδονικές πολιτείες. Η γεωγραφική θέση του αρχαίου Δίου τοποθετείται στους ανατολικούς πρόποδες του Ολύμπου, εκεί όπου σήμερα βρίσκεται η ομώνυμη κωμόπολη. Όπως μαρτυρούν ο Στράβωνας και ο Λίβιος, το Δίον «πόλις ουκ εν τω αιγιαλώ του Θερμαϊκού Κόλπου εστίν εν ταις υπωρείαις του Ολύμπου, αλλ’ όσον επτά απέχει σταδίους».
Η πρώτη γραπτή αναφορά στο Δίον είναι στον Θουκυδίδη, ο οποίος την αναφέρει ως την πρώτη πόλη από την οποία πέρασε ο στρατηγός της Σπάρτης Βρασίδας το 424 π.Χ.
Η πόλη φαίνεται να ιδρύθηκε από τους Περραιβούς της Θεσσαλίας, προς τιμήν του Δία (σύμφωνα με όσα υποστηρίζει ο ιστορικός Δήμιτσας). Το όνομα της πόλης αποδίδεται στον Δία. Κάθε χρόνο γίνονταν τα «Δία», με κέντρο τον ναό του πατέρα των θεών. Στο Δίον τελούνταν και αθλητικοί αγώνες, τα «Ολύμπια τα εν Δίω», και επινίκιες εορτές και θυσίες.
Οι κάτοικοι του τόπου λέγονταν και Δίοι, Διείς και Διασταί. Ο πρώτος μήνας του μακεδονικού έτους ονομάστηκε Δίος. Η πόλη συνδέθηκε επίσης με τον Ορφέα, καθώς μία παράδοση αναφέρει ότι ο τελευταίος σκοτώθηκε από γυναίκες του Δίου και στον τόπο εκείνο τοποθετήθηκε πέτρινη υδρία με τα οστά του.
Το Δίον έγινε εκπολιτιστικό κέντρο στα χρόνια του προοδευτικού βασιλιά Αρχέλαου της Μακεδονίας, ο οποίος επέλεξε την πόλη λόγω της σύνδεσής της με τη λατρεία των Μουσών και του Δία. Ο βασιλιάς αυτός κατέστησε την πόλη πνευματικό και πολιτιστικό κέντρο στη Μακεδονία, εφάμιλλο με τους Δελφούς και την Ολυμπία. Έτσι, οικοδομήθηκαν ναοί, θέατρο, στάδιο, τείχη και τοποθετήθηκαν γλυπτά και αγάλματα.
Ο Ευριπίδης, ο μεγάλος τραγωδός της αρχαιότητας, παρουσίασε στο θέατρο του Δίου τις «Βάκχες» του, τον «Αρχέλαο» και άλλα έργα. Επίσης επί Αρχέλαου διεξήχθηκαν στη Μακεδονία, στους πρόποδες του Ολύμπου, αθλητικοί αγώνες στα πρότυπα των Ολυμπιακών Αγώνων – ενός είδους μακεδονικοί Ολυμπιακοί (Διόδωρος XVII.16.3).
Εικάζεται, ότι η ίδρυση αυτών των αγώνων έγινε από τον Αρχέλαο κάποια στιγμή μετά τη νίκη του στους κανονικούς Ολυμπιακούς το 408 π. Χ. στον τέθριππο.
Ο Φίλιππος Β΄ το 348 π. Χ. οργάνωσε στην πόλη αγώνες, ευχαριστώντας τους θεούς για τη νίκη του στην Όλυνθο, την οποία κατάφερε να υποτάξει (το γεγονός αναφέρεται από τον Δημοσθένη (Περί παραπρεσβείας, ΧΙΧ.192 – 195), και από τον Διόδωρο (XVI.55.1-4)). Οι αγώνες αυτοί ονομάζονταν «Ολύμπια». Επίσης, στο Δίον θυσίασαν ο Φίλιππος και ο γιος του, Αλέξανδρος, μετά τη νίκη τους στη Χαιρώνεια το 338 π. Χ.
Στα χρόνια του Μεγάλου Αλεξάνδρου το Δίον έχει σημαίνουσα θέση για τη Μακεδονία αλλά και για την Ελλάδα γενικότερα. Μετά την καταστροφή των Θηβών, ο Μέγας Αλέξανδρος το 335 π.Χ. θυσίασε στο Δίον – ο Αρριανός ανέφερε ότι θυσίασε στον Δία Ολύμπιο όπως παραδόθηκε στους Μακεδόνες από τον βασιλιά Αρχέλαο, ενώ ίδρυσε και αθλητικούς αγώνες στις Αιγές.
Οι αγώνες αυτοί ήταν οι Ολύμπιοι, αλλά και κάποιοι άλλοι, αφιερωμένοι στις Μούσες (Αρριανός, Αλεξάνδρου Ανάβασις I.11.1). Όμως ο Διόδωρος Σικελιώτης αναφέρει τα εξής : ότι ο Αλέξανδρος θυσίασε στους θεούς στο Δίον, και διεξήγε θεατρικές παραστάσεις προς τιμήν του Δία και των εννέα Μουσών.
Η γιορτή διήρκεσε 9 ημέρες, που η κάθε μια ήταν αφιερωμένη σε μια από τις Μούσες (Διόδωρος XVII.16.3-4, Δίων Χρυσόστομος II.2). Από εκεί ξεκίνησε ο στρατηλάτης την εκστρατεία του για την Ασία και έστειλε στους ναούς του Δίου τους χάλκινους ανδριάντες των 25 νεκρών στη μάχη του Γρανικού, το 334 π. Χ. Επίσης οι Μακεδόνες στρατιώτες από την πόλη (ίσως οι απόμαχοι) ίδρυσαν ομώνυμη αποικία στη Δεκάπολη της Παλαιστίνης.
Μετά τον θάνατο του Μεγάλου Αλεξάνδρου, ο στρατηγός της Αιτωλικής Συμπολιτείας Σκόπας λεηλάτησε το Δίον και ο ναός του Δία πυρπολήθηκε. Μετά την υποταγή της Μακεδονίας και συνολικά της Ελλάδας στους Ρωμαίους η πόλη άρχισε να απολαμβάνει τη φιλελεύθερη πολιτική του Αυγούστου και ήταν ημιανεξάρτητη επαρχία (αποικία της Ρώμης), με δικό της νόμισμα και αυτοδιοίκηση. Έχουν βρεθεί νομίσματα με την επιγραφή «Ιουλία Αυγούστα του Δίου» (Colonia Julia Augusta Diensis).
Την ίδια περίοδο η πόλη παρουσιάζει αξιόλογη εμπορική ανάπτυξη. Τα μνημεία και αγάλματα μεταφέρθηκαν στη Ρώμη.
Αργότερα, οι Πιεριείς ασπάζονται τον Χριστιανισμό, όπως φαίνεται από τα ερείπια της παλαιοχριστιανικής βασιλικής, που ήρθαν στο φως στο Δίον και τα οποία χρονολογούνται από τον 4ο αιώνα.
Το Δίον έγινε έδρα επισκοπής και επίσκοπος ήταν ο Παλλάδιος. Στα χρόνια του Κωνσταντίνου του Πορφυρογέννητου η πόλη ονομάζεται Δίος.
Το 317, στη Σαρδική Σύνοδο, έλαβε μέρος και ο επίσκοπος του Δίου. Η Μαλαθριά, σύμφωνα με τον Τρύφωνα Ευαγγελίδη, προήλθε από το μάραθρο, φυτό που ευδοκιμούσε στην περιοχή. Τον 14ο αιώνα το Δίον ακολούθησε την τύχη της υπόλοιπης Μακεδονίας και καταλήφθηκε από τους Τούρκους, οι οποίοι το κατέστρεψαν εντελώς.
