Investigaţiile pentru identificarea monumentului medieval au parcurs etapele diagnosticului de teren, cu prospecţiuni geofizice şi până la cercetarea intruzivă. Exploatarea geofizică a spaţiului estic al Văii Văradului din zona izvoarelor, unde memoria colectivă fixa amplasamentul vechii mănăstiri, n-au identificat bulversări ale straturilor cu urme de locuire. Fundaţia monumentului a fost localizată într-o zonă de prăbuşire pe marginea nord-vestică, zonă afectată de altminteri şi de lucrările recente de captare a apei de la mina Vărad. Săpătura arheologică (S6 – S9), ce a însumat curca 100 m2, a evidenţiat planimetria bisericii din care s-au păstrat doar fundaţiile. Dezafectarea zidurilor bisericii s-a făcut sistematic, pe alocuri, zidul vestic al navei şi cel sudic au fost demantelate până la baza fundaţiei. Fundaţia bisericii, raportată la nivelul de călcare medieval identificat în spaţiul altarului, avea o adâncime de -25 m - -0,30 m. Ea s-a făcut din piatră de calcar rulată de pe versanţii Văii Văradului. Zidurile au fost înălţate din blocuri de tuf calcaros, prelucrat sub forma unor bolţari paralelipipedici, ce aveau dimensiunile de 50/60/20 cm, 27/20/13 cm, 26/16/15 cm.
Documentele medievale au consemnat Mănăstirea Sfântul Arhanghel în anii 1569-1579 în nahia otomană Moldova. Aceleaşi surse otomane au consemnat şi satul Vărad între anii 1554-1579.