Theo sách “Đại Việt Sử ký toàn thư” sau khi lên ngôi kế tục sự nghiệp triều Đinh, vua Lê Đại Hành đã cho xây dựng rất nhiều cung điện nguy nga, tráng lệ “làm điện ở núi Đại Vân, trang sức bằng vàng bạc, dùng làm nơi vua coi chầu. Phía Đông là điện Phong Lưu, phía Tây là điện Tử Hoa, bên tả là điện Bồng Lai, bên hữu là điện Cực Lạc. Lại làm lầu Đại Vân và điện Trường Xuân làm chỗ ngự tẩm. Bên điện Trường Xuân dựng điện Long Lộc, lợp bằng ngói bạc”
Hiện nay, xét về địa hình của cố đô Hoa Lư thì vị trí tọa lạc của 2 ngôi đền thờ vua Đinh, vua Lê nằm liền kề với núi Phi Vân. Do vậy, năm 1998, các nhà khảo cổ học đã tiến hành khai quật khoảng 400 m2 về phía Nam đền thờ vua Lê, đồng thời là khu đất bằng phẳng giữa hai ngôi đền. Kết quả cho thấy, dưới độ sâu 0.95m đã phát hiện được vết tích nền móng cung điện thời Đinh – Tiền Lê và một công trình xây theo kiểu trình tường. Điều này chứng tỏ khu vực xây dựng hai ngôi đền là trung tâm của kinh đô Hoa Lư. Khai quật đã phát hiện xuất lộ nền cung điện với 2 mảng gạch đất nung trang trí hoa sen, chim phượng vờn nhau. Viên gạch hình vuông 34 x 34 x 7 cm, hoa sen trang trí 16 cánh. Gạch vuông, đồ án trang trí hình tròn.
Các đợt thám sát, khai quật trước đó, đã phát hiện được nhiều nguyên vật liệu kiến trúc bao gồm: Gạch hình chữ nhật “ Đại Việt quốc quân thành chuyên”, Gạch “ Giang Tây quân”, ngói bò úp nóc, ngói mũi lá, ngói âm dương. Vật liệu trang trí gồm : Mặt linh thú, Vịt đất nung (đôi uyên ương). Một số đồ dùng sinh hoạt gồm: Vò ( vai của vò có 6 hoặc 4 núm kết hợp với hoa văn hình sóng nước), vại ...Qua các di vật đã cho thấy các đề tài trang trí trên kiến trúc và đồ dùng sinh hoạt thời Đinh – Tiền Lê tuy còn đơn giản, mộc mạc trong cách thể hiện, nhưng nó lại mang đậm màu sắc văn hóa đặc trưng của dân tộc. Nghệ thuật này đã tạo ra những tiền đề cơ bản để văn hóa Việt Nam phát triển rực rỡ trong thời kỳ tiếp theo.
Sau lần khai quật năm 1998, Ban quản lý di tích cố đô Hoa Lư cho xây dựng nhà bảo tàng tại khu khai quật khảo cổ học. Với rất nhiều hiện vật gốc và tài liệu khoa học phụ được trưng bày khoa học, kết hợp với các giải pháp mỹ thuật sinh động, hệ thống trưng bày, khu khai quật đã giới thiệu khái quát về kinh đô Hoa Lư thế kỷ X và công tác bảo tồn, phát huy giá trị của khu di tích.
Cùng với hai ngôi đền vua Đinh Tiên Hoàng và vua Lê Đại Hành, khu khai quật khảo cổ học là điểm dừng chân tham quan lý tưởng cho du khách mỗi khi về cố đô Hoa Lư. Tại đây du khách như được quay ngược thời gian trở về thời kỳ hào hùng lịch sử dân tộc của buổi đầu đấu tranh dựng nước và giữ nước