La începutul secolului al II-lea, la Capidava se construieşte un castru. Fortificaţia iniţială a fost afectată de invazia costobocilor din anul 170 p. Chr.
Fortificaţia avea un plan dreptunghiular, patru porţi şi colţurile rotunjte, cu turnuri interioare. De asemenea, dispunea şi de o instalaţie portuară, care probabil era accesată printr-o poartă specială, situată pe flancul dinspre Dunăre al cetăţii. Însă atât castrul cât şi şanţirile şi valul de apărare au fost modificate de contrucţiile şi amenajările din epoca romană târzie.
Din cauza amenajărilor ulterioare, există dovezi arheologice puţine cu privire la această primă etapă. Totuşi, numeroase inscripţii ne oferă informaţii despre garnizoană şi aşezarea civilă ce a înflorit ăn apropierea cetăţii. Astfel, cetataea a fost construită de un detaşament al legiunii XI Claudia, iar mai târziu a fost ocupată de cohorta I-a de germani.

Cetatea a cunoscut mai multe faze constructive. Prima dintre acestea a avut loc la sfârşitul secolului III, o dată cu rspingerea goţilor peste Dunăre, în jurul anului 270. O dată cu acestă refacere, zidurile au fost realizate într-o nouă tehnică, reprectiv din piatră de calcar, cu două paramente, legate cu mortar de var în care fuseseră aruncaţi bolovani şi lespezi de piatră brută. Curtinele aveau paramente din piatră cubică de dimensiuni mici, iar turnurile era construite din blocuri imense.
Pe parcursul perioadei Dominatului, fortificaţia a fost din nou reparată. Prima refacere a avut loc în a doua jumătatea a secolului al IV-lea, iar cea de-a doua la sfrâşitul secolului V - începutul secolului VI. Curtina a fost întărită, astfel că turnurile în formă de potcoavă au fost înlăturate, iar cele rectangulare a fost reparate, alături de porţi.
Din a doua jumătate a secolului al III-lea şi până la sfârşitul stăpânirii romane la Dunărea de Jos, Capidava este menţionată în izvoare ca un puternic centru militar, economic şi religios. În ceea ce priveşte acest ultim aspect, din Notitia Episcopatuum aflăm despre existenţa la Capidava a unui centru episcopal al Scythiei, fapt atestat şi de unele descoperiri arheologice, între care cea mai importantă este bazilica paleocreştină aflată în colţul de nord-est al cetăţii şi care se pare că a funcţionat cel puţin până în timpul domniei lui Justin II (565-568).

În a doua jumătate a secolului al X-lea, în contextul disputelor dintre Imperiul Bizantin şi Rusia Kieveană, care ameninţa cu ocuparea regiunii, a fost afectată, se pare, şi cetatea de la Capidava, locuirea cunoscând o scurtă întrerupere. Însă după restabilirea păcii în zonă, prin victoria din anul 971, obţinută de împăratul Ioan Tzimiskes împotriva cneazului kievean Sviatoslav la Durostorum-Silistra, cetatea cunoaşte un nou moment de strălucire. Ioan Tzimiskes reorganizează teritoriile de la Dunărea de Jos şi reface fortăreţele de pe vechiul limes scitic.
Capidava îşi reocupă astfel locul între principalele puncte fortificate ale sistemului defensiv bizantin.
Această etapă de locuire, care începe în anul 971, cunoaşte trei momente distincte: a). perioada până la revirimentul bulgar din anul 980; b). perioada dintre campania antibulgară a împăratului Vasile al II-lea din anul 986 şi raidurile pecenegilor din anul 1036; c). Perioada cuprinsă între 1036 şi atacul uzilor din anul 1064.

Sectorul I se întinde de la latura de nord-vest a zidului de incintă, curtinele A, B şi C, până la axa Turnului 4. Pe această suprafaţă au fost descoperite bordee datate în perioada secolelor IX-XI, bordee de secol VII, locuinţe din perioada secolelor V-VI. Săpătura efectuată în interiorul unei locuinţe a permis identificarea a trei faze succesive de locuire, locuinţa fiind distrusă şi refăcută de tot atâtea ori. Fiecărei faze ii corespunde câte o podină de lut galben, fin, bine bătut şi finisat. La fiecare refacere, straturile de cenuşă, amestecată cu cărbune provenind de la bârne, nu au fost îndepărtate, ci nivelate, apoi acoperite cu pământ, nivelat şi bătut apoi cu stratul de lut al noii podine. Fiecare distrugere a locuinţei s-a datorat unui incendiu, urmele acoperişului şi structurii de lemn calcinate fiind vizibile sub fiecare podină de lut. Originea incendiului care a devastat locuinţa în primele două faze de existenţă nu poate fi precizată (cataclism natural, accident sau distrugere, în urma unui atac). Ultima distrugere poate fi însă cu siguranţă legată de invazia slavă de la începutul secolului al VII-lea. În interiorul locuinţei, înainte de ultima distrugere, a fost depozitată o grămadă de cărămizi de chirpic, stivuită cu grijă pe podea, probabil cu scopul de a fi protejate de intemperii până la punerea lor în operă. Faptul că între grămada de cărămizi de chirpic şi podeaua ultimei faze de locuire nu se află cenuşă şi nici resturi de bârne arse, care erau vizibile în număr mare la partea superioară a grămezii de cărămizi de chirpic, exclude posibilitatea ca respectivele cărămizi să se fi prăbuşit din suprastructura zidului locuinţei. La aceasta se adăuga modul ordonat de aşezare a materialelor de construcţie. Resturile ceramice recoltate de sub podinele primelor două faze de locuire sunt caracteristice secolului V şi secolului VI, ceea ce conduce la concluzia că edificiul a funcţionat pe parcursul a aproape două sute de ani, până la distrugerea lui completă, timp în care a mai suferit două distrugeri intermediare.
Dezvelirea unei mari suprafeţe din imediata vecinătate a edificiului basilical a dat posibilitatea unei vederi de ansamblu asupra acestei zone a cetăţii, unde săpăturile au pus în evidenţă faptul că bazilica mică, de secol IV-V era înconjurată de edificii cu caracter de locuinţă, de mari dimensiuni. Unele dintre acestea au fost sacrificate prin construirea bazilicii mari (de secol VI), care a suprapus edificiul basilical mai vechi.

Sectorul se întinde de la axa Turnului 4 până la axa Turnului 5 şi de la latura de nord-est a zidului de incintă, curtinele C şi D, până la axa porţii mari.

În acest sector a fost descoperită o aşezare cu bordeie de epocă medievală care suprapune şi deranjează ultimele straturi romano-bizantine din secolele VI - VII p. Chr.
Pentru perioada romană târzie a fost descoperit un edificiu „Corpul de Garda”. Acesta reprezintă, prin dimensiuni şi deschidere, cea mai impunătoare construcţie romană la Capidava. Săpăturile începute încă din 1943, reluate între 1987-1993, au identificat o clădire de plan bazilical, cu trei faze constructive în imediata apropiere a porţii principale (de sud) a cetăţii, adosat curtinei H a acesteia. Dimensiunile sunt de 32 x 23 m (împreună cu porticul aferent şi numai 32 x 18,75 m doar pentru edificiul bazilical propriu zis). La interiorul acestuia au fost identificate două rânduri de câte 7 pile, cu rol de susţinere a acoperişului; alte şase pile au fost adosate zidului de incintă. Porticul era
dotat şi el cu pile de zidărie, uşurând accesul spre strada principală a cetăţii. În primele două faze de funcţionare (sec. IV, sec. IV-V), edificiul a fost acoperit unitar, cu o şarpantă masivă, sprijinită pe zidurile perimetrale şi pe pilele din cele două şiruri interioare, ca şi pe pilele porticului exterior. Această şarpantă susţinea o învelitoare de ţigle cu dublă pantă şi gabluri pe laturile scurte. În această etapă, funcţia edificiului era, probabil, de antrepozit - horreum (poate horreum frumentarium
cu suspensurae pentru ventilarea cerealelor). A doua fază marchează şi o refacere parţială (concomitent reconstrucţiei curtinei H a cetăţii, la sfârşitul sec. V), când sunt amenajate şi trepte pentru acces la drumul de strajă. A treia fază constructivă înseamnă modificarea sensibilă a planului (sec. VI), prin amenajarea unei curţi interioare deschise, locuirea desfăşurându-se doar în navele laterale. Acestea sunt compartimentate cu ziduri uşoare de chirpic, pentru locuire, respectiv într-un corp de magazii. Funcţia edificiului pare să fi fost aceea de antrepozit şi eventual cazarmă, în uzul garnizoanei de limitanei. Porticul este, în această etapă constructivă, transformat într-un spaţiu închis şi adâncit (pivniţe-depozit), prin construirea de ziduri de piatră cu pământ între pilele lui. Pe baza materialului numismatic, s-a putut stabili încetarea utilizării edificiului în timpul atacurilor barbare din ultima parte a secolului al VI-lea, spre sfârşitul domniei lui Iustin II (565-578 p.Chr.) sau în vremea succesorilor săi, Tiberius II Constantin (578-582) şi Mauricius Tiberius (582-602 p.Chr.). Este foarte posibil ca acest moment dramatic să fi coincis cu cel în care a fost distrusă biserica din colţul de nord al cetăţii, iar coroborarea materialului numismatic pare să indice
prima parte din deceniul 580.

Sectorul se întinde de la axa turnului 5 până la latura de sud-est a zidului de incintă, curtina G, şi de la 1/2 curtina G până în axul porţii mari.

Sectorul V al cetăţii Capidava ocupă o suprafaţă de peste 500 mp, în colţul estic al acesteia.
Situaţia din acest sector este similară cu a celorlalte. Astfel, au fost descoperite mai multe locuinţe medievale timpurii. Situaţia cea mai complexă se află în caroul P 72 unde a fost dezvelit, aproape integral, un bordei (B 1/2002) patrulater, cu panouri de zidărie cu două-trei asize şi cărămidă intercalată, despărţite de interstiţii pentru pari. Podina arsă, de culoare galbenă-cenuşie, acoperită de un strat gros de cenuşă ce provine de la acoperişul de paie, este deteriorată de bolovanii prăbuşiţi ai pereţilor. Pe aceasta s-au găsit trei vase in situ (un vas borcan, puternic bombat cu buza evazată şi două vase tip găleată), un al patrulea (opaiţ sau sfeşnic) fiind descoperit în dărâmătura cuptorului, situat în partea de est-nord-est a bordeiului; lângă cuptor, sprijinită de perete, a fost găsită o piatră de râşniţă. Cuptorul păstrează o parte a calotei, realizată din bolovani de piatră şi cărămidă romană; vatra are substrucţie din fragmente ceramice medievale. De asemenea, din acest bordei au fost recuperate numeroase resturi osteologice şi fragmente ceramice. O descoperire deosebit de importantă, prin unicitatea ei, o constituie un inel din argint, găsit sub podina bordeiului. Importanţa inelului este dată de monograma aflată pe castonul de formă dreptunghiulară, realizată pe corpul literei N, descifrată: Ίωάννου.
Totodată, cercetările întreprinse în acest sector au determinat dezvelirea a două încăperi-magazii, a unui complex termal, o stradă cu două canale; zece încăperi, un pavaj central ce provine de la o piaţetă şi căile de aces dintre acestea. Edificiile sunt datete în periada romană târzie.
Au fost descoperite resturi de barăci romane suprapuse şi parţial folosite drept fundaţii pentru
construcţiile din perioada romano-bizantină. Aceste barăci (contubernia) ţineau seama planimetric de reţeaua stradală existentă şi aveau, probabil, formă dreptunghiulară, cu laturile paralele zidului de incintă al cetăţii. De remarcat este şi destinaţia rezidenţială a zonei: două dintre locuinţele descoperite dispun de băi domestice, pentru care au fost descoperite suspensurae din cărămidă şi praefurnia. Descoperirile cunoscute la vest de via principalis, înspre Dunăre, au în schimb rol oficial.

Săpătura în acest carou, situat în dreptul intrării marelui edificiu porticat din spaţiul extrem sudic al cetăţii, cunoscut sub numele de "Corpul de Gardă", şi-a propus degajarea elementelor de zidărie pentru limita dinspre NV şi V (¨ W 71 şi ¨ Z 72). După degajarea caroului de o grămadă de piatră acumulată din săpăturile anterioare, s-a procedat la degajarea resturilor unui zid din piatră cu pământ, care încăleca parţial porticul Corpului de Gardă, urmărind traseul acestuia din urmă, situat ¨ W 73. Înălţimea surprinsă a acestui zid târziu era de 0,5 m, iar lăţimea de cca. 0,65 m. S-au descoperit 3 bordeie şi numeroase fragmente ceramice romane-bizantine şi mai puţine din perioada medievală timpurie.

Se cercetează comandamentului roman târziu – Principia (suprafeţele S 1, S 2, S 3, S 4, S 5 ;fiecare are dimensiunea de 4 x 4 m – total 64 m2). Edificiul a fost sever afectat de alunecări de teren înspre Dunăre în perioadă târzie şi mai ales prin suprapunerea sa în etapa finală de locuire a Capidavei cu o densă distribuţie a locuirii în bordeie medio bizantine.
mediat lângă „Corpul de gardă” se află un edificiu din care nu se mai păstra până de curând la suprafaţa solului decât un zid longitudinal, orientat NV-SE şi al cărui capăt nu fusese în întregime surprins înspre NV. Un alt mic zid transversal, dar care continua la nivelul fundaţiilor, a fost surprins cu prilejul săpării bordeielor medio-bizantine din sectorul VII, atunci când a mai apărut şi o jumătate de absidă care închidea edificiul spre SE. Săpăturile din 1957 au mai evidenţiat şi laturile fundaţiilor a două pile, baze ale unor stâlpi de susţinere a acoperişului, aliniaţi în cea mai mare compartimentare, pe lungimea edificiului. Edificiul, a cărui cercetare sistematică a reînceput în
2013, măsura 26 x 16 m şi era compus din două mari compartimente. Astfel, notăm o încăpere dispusă transversal şi închisă spre SE de o absidă, iar spre NV de un zid plin în care era amenajat un acces, ale cărui urme nu s-au mai păstrat, către al doilea compartiment: o sală trinavată. Această a doua sală trinavată cuprindea – ca detaliu arhitectural – bazele a 9-12 stâlpi care
susţineau suprastructura. Aşadar, un tribunal şi o bazilică militară, constituind împreună comandamentul castelului roman târziu. Potrivit lui Radu Florescu, tipul acesta de comandament este cunoscut în faza romană târzie a castrului Drobeta, dar şi în cetatea subordonată
Capidavei, cea de la Ulmetum (Pantelimonul de Sus). Mai notăm o analogie apropiată la Iatrus (Krivina), în Moesia Secunda. Acelaşi Radu Florescu credea că, odată cu creştinarea oficială, comandamentul va fi îndeplinit (temporar) şi funcţia de bazilică creştină; această ipoteză nu a putut fi confirmată de către cercetările recente. Edificiul a fost în mare parte distrus (latura sa dinspre Dunăre) de alunecarea de soluri de la începutul sec. VII p.Chr. şi de amenajarea în terase a
bordeielor medio-bizantine din zonă.

Stratigrafia este formată din două locuiri.

Au fost descoperite două morminte din perioada Bronzului târziu (C34 şi C115), atribuite de noi unei comunităţi de tip Coslogeni. Acestea se pot lega de descoperirile mai vechi de materiale arheologice din aceeaşi perioadă (sceptre-pisălog) apărute întâmplător în nivelurile romano-bizantine din cetate. Aceste descoperiri atestă existenţa unei comunităţi umane din sec. XIII-XII a.Chr. în acest spaţiu.
Densitatea complexelor dovedeşte o intensă exploatare a spaţiului extramuran.

Cu prilejul realizării proiectului de restaurare a cetăţii de la Capidava, în zona extramurană au fost proiectate o serie de construcţii şi amplasamente menite să contribuie la dotările necesare introducerii în circuitul turistic al monumentului. În acest scop, au fost proiectate şi avizate spre execuţie un centru de informare turistică, o parcare, căi rutiere, precum şi o alee de acces către centrul de informare, destinată persoanelor cu dizabilităţi.

Identificarea necropolei medievale în imediata apropiere a cetăţii aduce o viziune nouă asupra spaţiului în epoca medievală, dacă ar fi să o comparăm cu perioada anterioară, romano-bizantină, când necropola se afla la o distanţă de peste 300 de metri de incintă.

În interiorul zidurilor, fortificaţia romană târzie de la Capidava, cu o suprafaţă care nu depăşeşte 1,5 hectare, adăposteşte un singur monument paleocreştin. Biserica ocupă o poziţie marginală în colţul de nord-est al cetăţii, în apropierea incintei, în dreptul turnului nr. 2 şi este tangentă cu colţul său nord-vestic la curtina B, în timp ce absida bisericii se găseşte la aproximativ un metru distanţă de curtina C a incintei.
Monumentul creştin a fost identificat de Gr. Florescu în perioada dintre cele două războaie mondiale, cu ocazia amplelor lucrări de degajare a incintei din prima jumătate a secolului XX. În cursul celei de-a doua jumătăţi a secolului XX şi după anul 2000, monumentul a mai făcut, în câteva rânduri, obiectul unor cercetări de teren. Din anul 2006 explorarea bisericii a fost reluată cu scopul de a revizui integral cercetările anterioare, în vederea publicării ulterioare a rezultatelor.
Descoperirile ilustrează un fenomen simptomatic de supraaglomerare a suprafeţei urbane în perioada secolelor IV–VI p.Chr., când numeroase construcţii cu destinaţii foarte diverse se alipesc curtinelor anterior pomenite, organizându-se practic din punct de vedere urbanistic în funcţie de traseul incintei pe care o folosesc ca punct de sprijin. Pentru implantarea bisericii structurile preexistente, cele mai multe datând din perioada secolelor III–V p.Chr., au fost nivelate şi sigilate practic sub nivelul edificiului creştin. Ocuparea terenului pare foarte intensă în cursul secolelor IV şi V în zona ce va fi ocupată la începutul secolului al VI-lea de monumentul de cult creştin, aşa cum par să o dovedească cele 94 de piese monetare recoltate din săpătură în campania 2015, atât în interiorul, cât şi în exteriorul bisericii, din contexte stratigrafice clare. Totodată, prezenţa mai multor piese cu caracter militar printre artefactele provenind din zona bisericii (umbo de scut, vârf de lance, numeroase piese de centură din bronz) ar putea constitui un indiciu pentru destinaţia militară a unora dintre construcţiile anterioare biserici, aflate sub ruinele sale.

Zidul de incintă apare robust şi masiv – lat de 2-2,5 m , iar înălţimea este cuprinsă între 2,50 şi 6 m Acesta este compus din unsprezece curtine (porţiuni intermediare între turnuri) şi nouă turnuri, care urmăresc aproape 5/8 din perimetrul cetăţii. Zidul este construit în opus ciclopaeum, cu două feţe (paramenţi) – apareiaţi în asize de câte circa 60 cm, între care a fost turnat un miez – emplecton – format din pietre neregulate înecate în mortar de var cu nisip. La curtine, paramenţii sunt din bolovani de carieră – opus incertum – iar aici se disting trei faze de construcţie; la turnuri paramentul exterior este totdeauna din blocuri mari, în unele cazuri monumente – funerare dar şi inscripţii, fragmente de statui sau blocuri mari de parament de la edificii monumentale - refolosite ca material de construcţie, în refaceri grăbite. La colţurile cetăţii sunt amplasate simetric mari turnuri în sfert de cerc (evantai), cu o pilă masivă centrală la interior; gangurile boltite de acces erau din cărămidă şi au fost documentate arheologic până la naşterea bolţilor. Pe latura de nord-est, între
turnurile de colţ şi cel central patrulater, se mai păstrează resturile foarte joase a încă două turnuri intermediare (3 şi 5), în formă de U (potcoavă); în 2015 a fost descoperit un al treilea turn asemănător (nr. 9), la jumătatea curtinei G, în imediata apropiere a porţii principale de sud. Cu
prilejul primei refaceri a zidului de incintă – începutul celei de a doua faze romane târzii – aceste turnuri mici, în formă de potcoavă, au fost abandonate şi retezate la nivelul primelor asize din elevaţie.

Turnul nr 1 este dispus pe latura de nord-vest a cetăţii, iar pe latura lui de sud-vest se află o poartă mică – poternă – cu deschiderea arcuită – arc de cărămizi (din care s-a documentat arheologic doar naşterea arcului); se închidea cu o uşă din blăni solide de lemn, zăvorâtă cu un drug de lemn masiv ce luneca într-un canal orizontal amenajat în grosimea zidului şi se fixa într-un locaş din şpaletul opus al ancadramentului porţii. În interior, turnul are două pile masive centrale, simetrice ce susţineau un planşeu din şarpantă, asemănător situaţiei din turnul 4. În peretele de sud-est al turnului, colinear cu curtinele A şi B, se distinge întreruperea zidăriei, acolo unde se făcea accesul spre cetate, pe o scară de lemn. Cândva, în secolele V-VI, poterna este blocată cu un zid de piatră cu pământ, într-un moment în care turnul este colmatat la interior, ceea ce naşte întrebări asupra funcţionării acestuia în această vreme. Despre cele două turnuri patrulatere ale Capidavei (de
tip phrourion) ştim că adăposteau la partea superioară platforme de artilerie cu baterii de ballistae, care ţineau la distanţă atacatorii pentru cele două laturi pe care fuseseră ridicate. Asemenea turnuri masive patrulatere reprezintă elemente defensive specifice arhitecturii militare de pe frontiera Dunării de Jos, fiind cunoscute în Moesia Secunda şi, mai ales, în provincia Scythia. Apoi, chiar unele componente metalice specifice (bucşe) şi mai ales numeroasele proiectile de piatră găsite în afara sau în cuprinsul cetăţii constituie argumentele funcţionării reale a acestor ballistae la până la cca 300-450 m distanţă de zidurile Capidavei.

Poarta mare este flancată cu un mic turn pe partea dreaptă. Deschiderea singurei porţi directe este de 2.5 m, adică standardul antic pentru trecerea unui car, suficientă, dar şi mai uşor de apărat. Această poartă conduce vizitatorul spre interiorul fortificaţiei, fiind probabil reamenajată exact pe locul unde funcţionase porta decumana a castrului iniţial. Dispoziţia neobişnuită cu un singur turn care flanchează poarta se datorează poziţiei speciale a fortificaţiei, apărate la exterior de un şanţ triplu şi care lăsa posibil accesul doar dinspre colţul de est-sud-est al cetăţii.

Încă de la început, cetatea a fost prevăzută cu o instalaţie portuară proprie. Acesta a funcţionat în epoca romană până în sec. VII, iar apoi sub bizantini în sec. X-XI. Instalaţia cuprindea un cheu jos (la apă), magazii şi alte anexe, pe terasa imediat superioară. Acest cheu simplu, dispus paralel cursului Dunării (orientat SE-NV), deservea staţia flotei militare (Classis Flavia Moesica), cu baza principală la Noviodunum (Isaccea), fiind utilizat, deopotrivă, pentru scopuri comerciale Cheul se prezintă sub forma unei bare de zidărie cu mortar hidraulic, lungă de peste 51 m şi lată de 2.50 m, paralelă cu ţărmul, ale cărei capete sprijină pe doi pinteni de stâncă; zidul era în antichitate permanent scăldat de apa fluviului. Legătura între port şi cetate, care trebuie să se fi făcut pe o poartă specială, situată pe flancul dinspre Dunăre al cetăţii, este astăzi ireparabil distrusă.

Această parte a cetăţii a fost afectată la începutul sec. XX., când întreaga parte de vest a cetăţii a fost literalmente aruncată în aer, în perioada exploatării industriale a masivului de calcar care îi asigura poziţia dominantă. Importanţa descoperirii este una excepţională: Capidava, are, pentru moment, singura instalaţie de acest gen şi una bine păstrată pentru întreg sectorul dobrogean al limesului moesic. Instalaţii portuare mult mai ample, bine cunoscute din sursele literare sau epigrafice, parţial arheologic (Axiopolis, Carsium, Troesmis, Noviodunum, Halmyris), nu au supravieţuit sau nu au fost încă cercetate arheologic.