Những khám phá khảo cổ học dưới lòng đất đã tìm thấy nhiều dấu tích tường thành được kè móng gỗ và xây gạch rất kiên cố, trong đó có loại gạch in chữ "Đại Việt quốc quân thành chuyên" (Gạch xây thành nước Đại Việt). 

Cuộc khai quật mới đây (2021) ở khu vực giữa hai ngôi đền thờ các vị Tiên đế và tiền nhân (đền thờ vua Đinh Tiên Hoàng và đền thờ vua Lê Đại Hành) đã phát hiện thêm những mảng nền cung điện của những cung khác nhau, vườn cây, tiểu cảnh, hồ nước, hệ thống thoát nước, hệ thống đường đi lối lại giữa các cung. Đặc biệt đã phát hiện thêm những vật liệu kiến trúc, kết cấu nền móng của  những công trình kiến trúc trước đời Đinh - Tiền Lê, ở giai đoạn từ Thế kỷ I-II đến thế kỷ VII-IX sau công nguyên. 

Những khám phá khảo cổ học dưới lòng đất trong nhiều năm qua đã góp phần làm sáng rõ diện mạo của kinh đô Hoa Lư: thành quách kiên cố, có nhiều kiến trúc quy mô lớn và các cung điện, lầu gác được trang trí cầu kỳ mang đậm phong cách nghệ thuật riêng của thời Đinh và Tiền Lê. 

Bước đầu cho chúng ta mường tượng ra cách bố trí quy hoạch hệ thống cung điện từ cấm thành đến hoàng thành, khu sinh hoạt tôn giáo trong cái không gian mà nhà Đinh đã khéo quy hoạch, đắp những tuyến tường thành khép nối những dãy núi, núi lẻ để có một kinh thành mang dáng dấp một thung lũng lớn được bao bọc bởi núi và tường thành nhân tạo, bên bờ hữu sông Hoàng Long. 

Qua đó cũng cho thấy khi nhà Đinh xây dựng kinh đô ở đây trong bối cảnh môi trường không hoàn toàn hoang sơ mà nơi đây có thể đã là một trung tâm đô hội hay còn là trị sở của một huyện dưới thời thuộc Bắc. 

Cũng qua kết quả nghiên cứu khảo cổ học môi trường cho thấy Kinh thành này cũng mang đậm một yếu tố đô thị ven biển (một tầm giáo là phóng tới biển Đông), khi đó sóng biển còn vỗ về dưới chân núi Non Nước mà cho tới thời Lý còn có cửa biển Đại Ác - Đại An cận kề với núi này, hay thời điểm trước đó còn có một cửa biển "Gián Khẩu" liền kề, nơi thế lực đô hộ phương Bắc xây dựng cầu cảng chuyên chở những sản vật, sa khoáng khai thác từ lưu vực sông Bôi và sông Hoàng Long.

Như vậy, kinh thành Hoa  Lư bên hữu của con sông Hoàng Long lúc đó còn có vị trí ở gần vùng giao thủy giữa nước ngọt của sông và nước mặn của biển. Con người đã sớm biết lợi thế của điểm giao thủy để tụ cư khai thác một nguồn thủy sản phong phú, vừa là điểm ngược lên thượng nguồn hay xuôi ra biển cả đều rất dễ dàng thuận tiện. 

Ngoài ra, tại một số địa phương thuộc lưu vực sông Hoàng Long, sông Lạng, sông Bôi và ven sông Đáy đã phát hiện nhiều dấu tích vật chất cho thấy kinh đô Hoa Lư không chỉ gói gọn trong những tuyến tường thành tự nhiên (núi đá) và nhân tạo mà còn được quy hoạch những vòng đai phòng thủ, những làng ven đô phát triển nông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và thương nghiệp. 

Vùng đất Hoa Lư, trong nối liền lưu vực sông Mã, sông Lam, ngoài nối liền với miền hạ lưu phì nhiêu của sông Nhị, đã trở nên một vùng căn cứ liền khoảnh đủ giàu có về nhân tài vật lực để gánh vác sứ mệnh nền tảng thống nhất nước nhà. 

Vươn dậy phục hưng văn hóa sau một nghìn năm Bắc thuộc 

Thế kỷ X là một cái mốc rất quan trọng của lịch sử Việt Nam. Đó là thế kỷ bản lề, khép vĩnh viễn thời kỳ ngàn năm Bắc thuộc và mở ra thời đại độc lập dân tộc lâu dài, là bước quá độ từ thế kỷ IX của văn hóa nô dịch lệ thuộc Đường triều sang thế kỷ XI của sự phục hưng văn hóa dân tộc trên nền tảng dân gian cổ truyền, bước quá độ từ "văn hóa vùng" sang "văn hóa dân tộc", từ chữ Hán sang chữ Nôm, từ "văn hóa truyền miệng" sang văn hóa chữ viết, từ "văn hóa Việt Mường chung (culture orale) sang "văn hóa Việt (culture écrite) và "văn hóa Mường" trong cơ cấu văn minh Đại Việt thống nhất mà đa dạng. 

Cả một thế kỷ quá độ về văn hóa và văn minh, về thế ứng xử tập thể và lối sống, một thế kỷ có liên tục và gián đoạn, có đổ vỡ, phá hủy (cái cũ) và vun vén, xây nền từ chất liệu (văn hóa) cũ và mới. Có những cái rất sượng và thô bạo... 

Ngược lại có những cái rất tinh tế và văn minh - khoan dung, giản dị, thương người trong cùng một nước, tha bỏ lực dịch, bình quân thuế ruộng, đúc tiền, mở chợ, mở đường thủy bộ, có đặt bến đò, đặt quán nghỉ, xây lầu, dựng chùa, nung gạch hoa, chế đồ sứ, tổ chức lễ mừng sinh nhật, vui đua thuyền, bước đầu tổng hợp ca múa nhạc dân gian thành sân khấu chèo, có cả xiếc chuyên nghiệp. Không gian từ văn minh Đông Sơn đến văn minh Đại Việt. 

Cái "không gian bản lề" đó của Hoa Lư - Trường Châu là một yếu tố địa - chính trị và địa - chiến lược để Đinh Bộ Lĩnh vận dụng và biến đổi thành không gian xã hội bản lề giữa một thời kỳ "thống nhất hình thức"- dựa trên chính quyền thống trị Bắc thuộc "An Nam đô hộ phủ"- và một thời kỳ "thống nhất thực sự"- dựa trên nhà nước dân tộc. 

Những vật liệu kiến trúc ở kinh đô Hoa Lư xưa cũng thể hiện rõ bản sắc văn hóa và tinh thần dân tộc, thể hiện ở: những viên gạch ghi quốc hiệu Đại Việt, các đề tài trang trí có sự khác biệt các đề tài tương tự ở Trung Quốc, Triều Tiên và Nhật Bản. 

Với những mô típ hoa văn có bố cục hài hòa, đẹp mắt, mang tính triết lý sâu sắc, có vuông (gạch hình vuông) có tròn (có bông sen tròn, đôi chim phượng vần vũ tạo nên xoáy tròn) có động (chim, bướm) có tĩnh (hoa sen, hoa cúc). Việc tiếp nhận một số đề tài hoa sen, chim phượng từ Trung Quốc đều đã được biến điệu hoàn toàn. Việc tiếp thu loại ngói mũi lá Chămpa đã sáng tạo thêm hai đường gờ ở lưng ngói. 

Tất cả đã tạo ra phong cách dân tộc rất rõ ngay từ buổi đầu đất nước được độc lập. Vùng đất Hoa Lư mang đậm yếu tố sông nước, đã từng là điểm giao thủy (ở thời điểm trước sau thế kỷ X) trên sông Hoàng Long có tính "động" cao, là vùng mở, vùng giao thương ven biển, có tính giao lưu mạnh. 

Giao lưu với vùng rừng núi phía tây bắc thông qua sông Hoàng Long, ngược sông Bôi, sông Lạng. Giao lưu với những miền quê trù phú sứ Đoài, cạnh phía tây nam tam giác châu thổ Bắc Bộ thông qua sông Đáy. 

Tính văn hóa của vùng đất Hoa Lư có tính giao lưu mạnh, có tính chất văn hóa của nơi đã từng là vùng Keo; Giao chứ không khép kín như những làng trong thung lũng hay trên bậc thềm phù sa cổ trước núi xa sông. 

Tính cách/cá tính con người nơi đây chất phác nhưng can trường của miền núi; khôn ngoan, tinh tế, ôn hòa của dân châu thổ; tính mạnh mẽ, phóng khoáng, liều lĩnh của dân miền biển. Hơn một ngàn năm đã qua, di tích kinh đô xưa có những thứ đã ẩn sâu trong lòng đất mẹ, có những thứ đang thi gan cùng tuế nguyệt. 

Nhưng phần hồn văn hóa luôn chắt lọc phát triển trong cộng đồng dân cư nơi đây, một cộng đồng cư dân có tính ly tán và hội tụ, có tính chất "tứ chiếng", có cái chất của văn hóa vùng đã từng là kinh kỳ, đô hội, họ có tính tinh tế, phóng khoáng, chất phác, khoan dung, họ đang cùng nhau chung sức xây dựng một xã hội dân chủ, công bằng và văn minh trên nền tảng di sản văn hóa của ông cha. 

Những phong tục tập quán mang nét thanh lịch của kinh đô xưa góp phần làm nên hồn văn hóa dân tộc Việt Nam. Việc nghiên cứu nhận diện ra hình hài, giá trị văn hóa từ kinh đô Hoa Lư xưa có ý nghĩa quan trọng cho công tác lập quy hoạch bảo tồn và phát triển bền vững.