Świątynia, leżąca po południowej stronie via sacra, należy do najstarszych budowli, jakie powstały na Forum Romanum. Jej początki datuje się na okres pierwszej zabudowy tego terenu (VIII/VII wiek p.n.e.). Od zarania była małą, okrągłą budowlą osadzoną na wysokim podium, otoczoną rzędem kolumn o korynckich kapitelach. Jej celę przykrywał dach, w którego środku znajdował się otwór, odprowadzający dym z płonącego wewnątrz paleniska.

Dostęp do uświęconego miejsca świątyni (sancta sanctorum) zastrzeżony był dla opiekujących się nim westalek i najwyższego kapłana miasta – pontifexa maximusa. Dlatego budowla służyła również jako rodzaj archiwum ważnych dla miasta dokumentów. Tam przechowywano istotne dla obywateli papiery, na przykład zapisy testamentowe. Przybytek ten wielokrotnie płonął, także w czasie wielkiej pożogi za panowania cesarza Nerona. Ostateczny kształt przyjął w 191 roku n.e., gdy został odbudowany z inicjatywy żony cesarza Septymiusza Sewera – Julii Domny.

Tuż obok świątyni znajdował się dom westalek (Atrium Vestae), którego środkową część zajmował dziedziniec otoczony portykiem i zdobiącymi go posągami, z sadzawką w środku i fontanną.  Posągi przedstawiały westalki, a więc cieszące się szczególną czcią kapłanki świątyni, sprawujące pieczę nad płonącym wewnątrz wiecznym ogniem. Powoływano je w liczbie sześciu (albo siedmiu) z grona wywodzących się z renomowanych rzymskich rodzin dziewczynek w wieku między siódmym a dziesiątym rokiem życia.  Ich funkcja była tyle zaszczytna, co skazująca na wyrzeczenia. Główne wiązało się z dziewictwem, które westalki zobowiązywały się zachowywać przez 30 lat swej służby w świątyni. Kara za uchybienie (czyli na przykład za niemoralne prowadzenie się) również była jasno określona, o czym mogła się przekonać główna kapłanka świątyni Westy za panowania cesarza Domicjana. Posądzona o przyjmowanie kochanków, została żywcem zakopana w ziemi, gdyż według rzymskiej tradycji nie wolno było przelewać krwi westalek. Surowe kary spotykały kapłanki również w momencie zgaśnięcia ognia, co uważane było za zwiastun nieszczęścia dla miasta. 

Westalki przyjmowały przynoszone bogini ofiary w postaci jedzenia, transportowały też w dzbanach wodę ze źródła Egeria, by codziennie oczyścić nią świątynię. Po trzech dekadach były zwalniane z zaszczytnej posługi, mogły wyjść za mąż, ale na ogół tego nie czyniły. Cieszyły się wielkim szacunkiem i były dumą rodzin, z których się wywodziły. Jako strażniczki najważniejszych dla imperium skarbów i opiekunki ognia, stawały się gwarantkami dobrostanu miasta. Nic dziwnego, że zamieszkiwane przez nie pomieszczenia na górnym piętrze zapewniały im wszelkie luksusy, między innymi bieżącą gorącą wodę i ogrzewanie.

Ostatnie z kapłanek usunięto z tego miejsca w 394 roku, gdy Teodozjusz Wielki zakazał sprawowania w imperium wszelkich niechrześcijańskich kultów. Przez kolejne wieki świątynia, podobnie jak siedziba westalek, niszczały.

Pozostałe resztki poddano gruntownej konserwacji dopiero w latach trzydziestych XX wieku za czasów Benito Mussoliniego. Antyczne szczątki – części belkowania i fragmenty celi oraz podium – uzupełniono, tworząc tym samym malowniczą ruinę.

Podobny w formie budynek w pełnej krasie obejrzeć można u podnóża Awentynu – stojąca na ówczesnym Forum Boarium świątynia Herkulesa (Hercules Victor) zachowała swój pierwotny kształt do dziś.