Οι ανασκαφές στην περιοχή της Ελεύθερνας ξεκίνησαν πριν 16 χρόνια, το 1985, όταν ο τομέας Αρχαιολογίας και Ιστορίας της Τέχνης του Πανεπιστημίου Κρήτης αποφάσισε να ερευνήσει και να φέρει στο φως τη γνωστή από τις φιλολογικές μαρτυρίες αρχαία πόλη. Μικρής έκτασης έρευνα είχε πραγματοποιηθεί στην περιοχή και το 1929 από την Βρετανική Αρχαιολογική Σχολή υπό τη διεύθυνση του H. Payne. Τα κατάλοιπα έχουν αποκαλυφθεί στην ευρύτερη περιοχή των δύο σύγχρονων γειτονικών χωριών Ελεύθερνα και Αρχαία Ελεύθερνα που βρίσκονται στους βόρειους πρόποδες του Ψηλορείτη και σε απόσταση 24 και 29 χιλιομέτρων αντίστοιχα από την πόλη του Ρεθύμνου.

Πιο συγκεκριμένα, τα σημαντικότερα ευρήματα έχουν εντοπισθεί σε τρεις θέσεις ενός λόφου «τοποθετημένου» ανάμεσα σε δύο συγκλίνοντες χείμαρρους: στην θέση Ορθή Πέτρα στη δυτική πλευρά του λόφου (ανασκαφικός τομέας ΙΙΙ), στη θέση Πυργί στο κέντρο του λόφου (ανασκαφικός τομέας ΙΙ) και στη θέση Κατσιβέλος στην ανατολική πλευρά του λόφου (ανασκαφικός τομέας Ι). Σημαντικά είναι επίσης τα ευρήματα που έχουν αποκαλυφθεί στην περιοχή Νησί, κοντά στο σύγχρονο χωρίο «Ελεύθερνα» και που περιλαμβάνουν κυρίως υπολείμματα οικισμού της ελληνιστικής περιόδου.

Στη θέση Ορθή Πέτρα η ανασκαφική ομάδα με επικεφαλής τον αρχαιολόγο, καθηγητή κ. Ν. Σταμπολίδη έχει φέρει στο φως νεκρόπολη των γεωμετρικών και αρχαϊκών χρόνων καθώς και ελληνιστικά και ρωμαϊκά κτίρια και δρόμους που οικοδομήθηκαν πάνω στα προγενέστερα.

Στη θέση Πυργί στην κορυφή του λόφου, όπου και τοποθετείται ο κεντρικός οικιστικός πυρήνας της πόλης, ο αρχαιολόγος, καθηγητής κ. Αθ. Καλπαξής έχει αποκαλύψει τμήματα κτιρίων των ρωμαϊκών και παλαιοχριστιανικών χρόνων, ενώ στα ανατολικά του λόφου, στην περιοχή του σημερινού χωριού «Αρχαία Ελεύθερνα» ο αρχαιολόγος καθηγητής κ. Π. Θέμελης έχει ανασκάψει μέρος του οικισμού σε όλες τις χρονολογικές του φάσεις από τα προϊστορικά έως και τα παλαιοχριστιανικά χρόνια.

Στη θέση της ανασκαφής του καθ. Π. Θέμελη έχουν αποκαλυφθεί ελληνιστικοί αναλημματικοί τοίχοι, ρωμαϊκά κτίρια και λουτρά, καθώς και τρίκλιτη παλαιοχριστιανική βασιλική με νάρθηκα και θαυμάσιο ψηφιδωτό διάκοσμο που αποδίδει γεωμετρικά και φυτικά μοτίβα.