Учитель С. Н Завьялов составил тщательные планы раскопанного Тихомировым Успенского собора в Рязани. Изучая их, специалисты пришли к выводу, что рязанский храм был чрезвычайно похож на Успенский собор Елецкого монастыря в Чернигове. Даже по размерам собор в Рязани был точной копией черниговского: его высота составляла 16,5 «тмутараканских саженей», то есть 25 м, длина (без притвора) — 20 «тмутараканских саженей», ширина — 13 саженей.
Успенский собор Елецкого монастыря был построен черниговским князем Олегом Святославичем в 1090-х годах. Сходство планов, размеров, строительной техники и другие особенности позволили исследователям выдвинуть предположение, что и Успенский собор в Рязани, и собор в Чернигове были построены одним и тем же зодчим Вероятно, рязанский собор был начат сразу же после постройки Успенского собора в Чернигове, то есть в 1096 году, а закончен около 1098 года.
Сегодня, пользуясь аналогией сохранившегося до наших дней черниговского собора и на основе данных раскопок, можно представить себе внешний облик Успенского собора в Старой Рязани. Он был выложен из продолговатой плинфы — кирпичей толщиной 3,7x5,5 см. В цокольной части, вероятно, был использован белый камень. Снаружи все стены были затерты тонким слоем известки желтовато-розоватого цвета, на которой были расписаны белой известью швы, создававшие впечатление кладки из камня. Собор украшали резные детали из белого камня и белокаменная скульптура. Храм завершался тремя главами. Двери — вероятнее всего железные — были отделаны медными пластинами с рисунком золотой наводкой по черному лаку. Внутри стены покрывала фресковая роспись и мраморная облицовка. Полы были вымощены керамическими поливными плитками желтого и зеленого цветов.
Раскопки Старой Рязани продолжались с перерывами вплоть до 1917 года. В 1888 году секретарь Рязанской ученой архивной комиссии Селиванов раскопал второй «курган» на Старо-Рязанском городище. Этот невысокий, сильно оплывший холм скрывал руины второго каменного рязанского собора — Борисоглебского. Полностью разрушенный татарами в 1237 году, он, по-видимому, никогда более не возобновлялся. Как показали дальнейшие исследования, Борисоглебский собор также построен во времена князя Олега Святославича (очевидно в 1112–1115 гг.) и тем же самым зодчим: он настолько сходен с Успенским, что эта мысль напрашивается сама собой. Этот мастер бесспорно был выдающимся архитектором. Построенные им храмы стали первыми образцами уже не византийского, а романского стиля к востоку от Днепра. Тем самым его творения явились предшественниками замечательных владимиро-суздальских соборов второй половины XII века. Имя этого зодчего остается неизвестным, но на некоторых кирпичах Борисоглебского собора в Старой Рязани сохранилась ясно различимая надпись: «Яков тв(орил)». Что это — имя мастера-кирпичника или имя великого архитектора?
С раскопками 2-й половины XIX века связаны и новые находки замечательных произведений ювелирного искусства. К их числу относится, в частности, кованная из серебра чаша с тиснением, на дне которой изображено стилизованное животное: козерог или олень. Интересным примером рязанского ювелирного искусства являются две серебряные позолоченные подвески (XIII в.), усыпанные зернью, с девятью цепями, на которых в середине помещены круглые бляхи, а на концах — ромбовидные грузила, украшенные художественно выполненной сканью и зернью. Они входят в состав клада, случайно найденного в Старой Рязани в 1868 году (сегодня хранятся в Государственном Эрмитаже). В состав того же клада входило серебряное ожерелье, состоящее из штампованных бляшек с изображением на них так называемых процветших крестов.
Новые открытия в Старой Рязани связаны с именами археологов, работавших здесь уже в советское время — В А Городцова, А. Л. Монгайта, В. В. Даркевича и других. Раскопки, продолжающиеся и по сей день, открыли множество новых страниц истории, культуры и быта древней столицы Поочья.
Территория Старо-Рязанского городища совершенно свободна от поздней застройки. Это дает большие преимущества для его археологического изучения по сравнению с такими городами, как Новгород или Клев, где проведению раскопок препятствует современная городская жизнь. И несмотря на то что в Старой Рязани раскопана еще сравнительно небольшая часть города, возможность свободно выбирать участки раскопок позволила изучить топографию древнего города, историю его заселения и развития.