প্রবীন মানুষজনের মধ্যে সঞ্চিত দীর্ঘকালীন কিংবদন্তী এবং দুর্ভেদ্য জঙ্গলাবৃত প্রত্নস্থলটির আশপাশ থেকে প্রাপ্ত প্রত্নবস্তুর উপর নির্ভর করে ১৯০৬ সালে স্থানীয় অধিবাসীরা এবং চিকিৎসক তারকনাথ ঘোষ "আর্কিওলজিক্যাল সার্ভে অব ইন্ডিয়া"র কাছে প্রত্নতাত্ত্বিক পরিদর্শনের আবেদনপত্র পেশ করেন। তাঁর আবেদনে সাড়া দিয়ে ভারতীয় পুরাতত্ত্ব সর্বেক্ষণের পূর্বাঞ্চল শাখার সুপারিটেন্ডেন্ট মিস্টার লঙহার্স্ট পরিদর্শনে এলেও তিনি এখানকার গুরুত্ব আবিষ্কার করতে অসমর্থ হন।
এরপর, ১৯০৭ সালে বঙ্গীয় সাহিত্য পরিষদের প্রথম সম্পাদক ও পুরাবিদ নৃপেন্দ্রনাথ বসু এবং ১৯০৯ সালে খ্যাতনামা প্রত্নতত্ত্ববিদ রাখালদাস বন্দ্যোপাধ্যায় স্থানটি পরিদর্শন করেন। রাখালদাসই সর্বপ্রথম চন্দ্রকেতুগড়ের প্রাচীনত্ব ও গুরুত্ব সম্যকভাবে উপলব্ধি করে এই প্রত্নস্থল সম্বন্ধে বিজ্ঞানসম্মত বিশ্লেষণ ও ব্যাখ্যা দেন। কিন্তু, সেসময় কিছু মূল্যবান প্রত্নবস্তু পাওয়া গেলেও কোনো উৎখনন সংঘটিত হয়নি৷ ১৯২২-২৩ সালের ভারতীয় পুরাতত্ত্ব সর্বেক্ষণের বার্ষিক প্রতিবেদনে কাশীনাথ দীক্ষিত লেখেন, "চন্দ্রকেতুগড় বাংলার প্রাচীনতম জনবসতিগুলির অন্যতম।"

১৯৩৭ সালে কলকাতা বিশ্ববিদ্যালয়ের অধীনে প্রত্নতত্ত্ব-বিষয়ক "আশুতোষ সংগ্রহশালা"র প্রতিষ্ঠা হয়। ভারতের স্বাধীনতা লাভের পর, ১৯৫৭ সালে আশুতোষ সংগ্রহশালার উদ্যোগে জয়নগর মজিলপুর-এর তৎকালীন জমিদার ও পুরাতাত্ত্বিক কালিদাস দত্তের প্রেরণায় এখানে প্রথম প্রত্নতাত্ত্বিক উৎখনন শুরু হয়। ১৯৬৭-৬৮ সাল পর্যন্ত এর নিরবিচ্ছিন্ন খননে নেতৃত্ব দেন কুঞ্জবিহারী গোস্বামী ও তাঁর সহযোগীরা। প্রত্নস্থলটিতে বৈজ্ঞানিক 'উলম্ব খনন' (কৌশল: হুইলার খুপরি পদ্ধতি) সাধিত হয়েছিল।

প্রথম বছরে উৎখননে দুর্গ-নগরীর ধ্বংসাবশেষ উদ্ঘাটিত হয় এবং প্রাচীন ভারতের দ্বিতীয় নগরায়নের সমসাময়িক প্রাক-মৌর্য (খ্রিস্টপূর্ব ৬০০-৩০০ অব্দ) থেকে গুপ্তযুগের পাঁচটি অধিবসতি স্তর আবিষ্কৃত হয়। উৎখননের দ্বিতীয় বছরে 'খনা-মিহিরের ঢিবি' থেকে প্রাক-গুপ্তযুগ থেকে পাল-পরবর্তী যুগ পর্যন্ত প্রত্নদ্রব্য আবিষ্কৃত হয়। এখান থেকেই গুপ্তযুগের উত্তরমুখী মন্দির ও মন্দিরগুচ্ছের বিভিন্ন অংশ এবং সাতটি অধিবসতি স্তরের সন্ধান মেলে (প্রাক-NBP, NBP সংস্কৃতি, NBP পরবর্তী (শুঙ্গ যুগ), শুঙ্গ-কুষাণ যুগ, গুপ্তযুগ, গুপ্তযুগের শেষ ও গুপ্ত-পরবর্তী যুগ)। চতুর্থ বছরে ইটাখোলা ঢিবি খনন করা হয় (এখানে প্রাক-NBP ও শুঙ্গ-কুষাণ যুগের অধিবসতি স্তরের হদিশ মেলে; এর NBP স্তরেই উদ্ঘাটিত হয় ভূগর্ভস্থ পোড়ামাটির নলের পয়ঃপ্রণালী)।
১৯৬৫-৬৬তে নুনগোলায় উৎখনন হয়। ১৯৬৭-৬৮ সালে আনুমানিক ৭ম-৮ম শতকের মন্দিরসহ মৌর্য ও কুষাণ যুগের প্রত্নবস্তুও পাওয়া গিয়েছিল। 

তৃতীয় স্তর
প্রত্নতাত্ত্বিক উৎখননের ইতিহাস
পোড়ামাটি ও অন্যান্য শিল্প-নিদর্শন
প্রাথমিক স্তর