Nopietna Ventspils senpilsētas arheoloģiskā izpēte sakās 20.gs. 80. gadu vidū. Izrakumus pilsētā vadījuši gan arheologi no Rīgas, gan arī Ventspils muzeja speciālisti.
Kopš 2001. gada tiek veikti arī plašāki pētījumi Ventspils novada arheoloģiskajās senvietās – Puzes Lejaskroga, Užavas, Zlēku Gaisiņu, Jūrkalnes Drēbnieku un Nābeļu senkapos, Puzes un Lagzdienas pilskalnā, Popes muižā, pie Grīžu “Velna beņķa” u.c.
Pilsētas un novada arheoloģiskās izpētes gaitā iegūtās senlietas (vairāk kā 5000 krājuma vienību) un osteoloģiskais materiāls glabājās Ventspils muzejā, Livonijas ordeņa pilī. Pētnieki var iepazīties arī ar pārskatiem par arheoloģiskajiem izrakumiem un arheoloģisko uzraudzību, kas regulāri tiek veikta, notiekot zemes darbiem pilsētas senākajā daļā.
Latvijas senākās vēstures izpratnei nozīmīgākie arheoloģiskie atradumi, kas glabājās muzejā, ir Latvijā senākais datētais cilvēku apstrādātais raga priekšmets – t.s. Lingbi cirvis ( 10 500 g. pr.Kr.), lielākais bronzas laikmeta bronzas priekšmetu depozīts Baltijā – Staldzenes depozīts (7.gs. pr. Kr.), viens no lielākajiem romiešu monētu depozītiem Latvijā – Virgas depozīts (3.gs.).