La stoa a été nommée d’après le roi Attale II de Pergame, parce qu’il s’agissait d’un parrainage du roi à la cité-État d’Athènes de l’époque. La construction de la stoa a commencé en 159 et s’est achevée en 138 av. À l’époque, il s’agissait du plus long bâtiment autonome recouvert d’un toit. Elle avait une longueur totale de 120 mètres, deux étages et chaque chambre était carrée avec un côté de 4,80 mètres. Le bâtiment était en tuf, tandis que les poutres des portes, les seuils, les colonnes et les piliers des murs étaient en marbre péntelique blanc. Il était utilisé comme espace commercial. Il abritait 21 boutiques et de nombreux ateliers de spécialités diverses.
En 267 après J.-C., la stoa fut détruit par un raid des Hérules et, plus tard, devenu désert, il fit partie de la muraille de l’époque romaine tardive. La stoa d’Attale a retrouvé sa gloire grâce à la restauration effectuée dans les années 1950 par l’école américaine d’archéologie. Elle est aujourd’hui utilisée comme musée de l’Agora antique.