Es wurden über 150 archäologische Befunde zwischen Karl-Marien-Straße, Muhmengasse und Turnvater-Jahn-Straße freigelegt und untersucht. Unerwartet für Arnstadt war der Nachweis von Funden und Befunden der mittleren bis späten römischen Kaiserzeit – zu dieser Periode bestand im nahe gelegenen Haarhausen auch das bekannte "römische Töpfereizentrum". Unter den Arnstädter Funden sind Bruchstücke von Terra sigillata, einem rot glänzenden und plastisch verzierten römischen Luxusgeschirr. Es gelangte im 2. und 3. Jh. zahlreich nach Thüringen, in das der Hermunduren.

Im zentralen Bereich der Fläche wurden zwei Gebäude freigelegt, deren Fußböden bis zu 40 cm in den Boden eingetieft waren. Solche Grubenhäuser dienten als Nebengebäude von größeren Hofverbänden. Für die Archäologen sind sie wahre Fundgruben, weil sich bei ihrem Abriss in der Grube Siedlungsabfall sammelte, der auch eine zeitliche Einordnung des jeweiligen umliegenden Siedlungsareals gestattet. In den beiden Hausgruben fanden sich Scherben einer groben von Hand gefertigten Keramik und Fragmente mehrerer Fibeln (Gewandschließen) aus Buntmetall, dazu Glasperlen, einige Eisengeräte, viele Tierknochen sowie Spinnwirtel und Webgewichte. Letztere wurden zur Beschwerung der Kettfäden vertikaler Webstühle verwendet. Wahrscheinlich dienten die Bauten damit als Webhäuser. Das Fundmaterial ist in die Merowingerzeit, d. h. in die Zeit des Thüringer Königreichs und die Jahre danach einzuordnen.

Diese Datierung weist archäologisch in jene Zeit, die der Ersterwähnung Arnstadts unmittelbar vorausgeht. Herzog Heden schenkte 704 Bischof Willibrord einen Hof in Arnstadt an der Weißen. Der "Liber aureus", eine Chronik des Klosters Echternach aus dem Jahr 1191, enthält diese Urkunde. Die Schenkung von Heden war 726 von Willibrord an das Kloster Echternach weitergereicht worden und somit gelangten auch die Urkunden als Zeugnisse dieser Übertragungen in dessen Besitz. Diese wichtige Quellensammlung, von Herzog Ernst II. zwischen 1798 und 1801 erworben, befindet sich heute in der Forschungsbibliothek in Gotha.

Es war und ist ein Anliegen der Archäologie, die materiellen Hinterlassenschaften dieser ältesten Überlieferung, den oder die Höfe, zu finden und damit den Ursprung der Stadt zu lokalisieren und deren Bau- und wirtschaftliche Strukturen zu erkennen. Wie in vielen Thüringer Orten geht auch in Arnstadt die frühmittelalterliche Besiedlung auf völkerwanderungszeitliche Thüringer (und frühere) Lokalitäten zurück.

Mit den neuen Ausgrabungen auf einem Areal, das sicher zum Ort "Arnestati" von 704 und vielleicht auch zum Grundbesitz des Herzog Heden im 7. Jh. gehörte, konnte die Erforschung der Frage nach dem Ursprung Arnstadts ein gutes Stück vorangebracht werden.