Truyền thuyết bao giờ cũng đẹp nhưng nó có thực hay không có thực? Có sự tương đồng nào giữa nhân vật lịch sử và hình tượng truyền thuyết; giữa sự thực lịch sử và hư cấu truyền thuyết? Bức màn bí ẩn mấy nghìn năm bao trùm lên Loa thành huyền thoại đã dần dần hé lộ qua những đợt khai quật khảo cổ học trong gần 50 năm qua của Viện Khảo cổ học, trường ĐH Tổng hợp Hà Nội (nay là trường ĐH Quốc gia) và Sở VHTT Hà Nội tại các di chỉ Đồng Vông, Xuân Kiều, Bãi Mèn, Tiên Hội, Bãi Sặt, Đình Tràng, Đường Mây, Xóm Nhồi, Mả Tre ... ở Cổ Loa.
Theo kết quả đo đạc từ năm 1965 của đoàn điền dã do nhà sử học Phan Huy Lê dẫn đầu, Cổ Loa có 3 vòng thành: thành Nội (1,65 km), thành Trung (6 km), thành Ngoại (8km) cùng một số lũy “tiền vệ” ở ngoại thành phía Bắc. Thành nội có 18 “hỏa hồi”, thành Trung, thành Ngoại có 4-5 cửa : Nam, Đông Nam, Bắc, Tây Bắc, Tây Đông. Đầm Cả vốn xưa là quân cảng có 5 nhánh sông ăn sâu vào trong thành Trung, thành Nội. Cửa Đông là cửa sông. Hoàng Giang Ngũ huyện khê là ngoại hào chảy từ Tây Nam qua Đông Nam thành. Thành có kè đá, gốm ( thuật ngữ gốm Cổ Loa xuất phát từ đây), trên thành có lớp ngói kiểu “mũ thành” mà hiện nay nhiều nhà dân ở Cổ Loa đắp tường đất bao quanh nhà vẫn lợp ngói che tường theo truyền thống xưa để bảo vệ tường đất nện cho chắc, khỏi sụt lở
Đoàn khai quật khảo cổ (khoa Lịch sử trường ĐH Tổng hợp) do GS. Trần Quốc Vượng dẫn đầu đã có hai phát hiện lớn về kho mũi tên đồng ở Cầu Vực (1959) và trống đồng loại I Heger ở Mả Tre (1982) sát bên ngoài thành Nội. Đây là những phát hiện hết sức quan trọng làm sáng tỏ bức màn bí mật của truyền thuyết lịch sử. Huyền tích Nỏ thần của vua Thục - An Dương “Chỉ sông, sông cạn/ Chỉ núi, núi tan/ Chỉ ngàn(rừng), ngàn cháy!” đã được minh chứng qua hàng vạn mũi tên đồng được tìm thấy. Không còn nghi ngờ gì nữa, rằng Cổ Loa từng là cái nôi chế tạo “mũi tên thần và nỏ thần” một lần bắn nhiều phát tên. Chưa có một thống kê đầy đủ về tất cả các cuộc điều tra, thám sát và khai quật khảo cổ tại Cổ Loa, nhưng chỉ qua những phát hiện trên chúng ta cũng thấy được sự giàu có và phong phú về hiện vật khảo cổ - những bằng chứng lịch sử vật thể trên mảnh đất Cổ Loa như thế nào.
Và sự kiện mới đây nhất là việc công bố kết quả khai quật của đoàn khảo cổ học do PGS.TS Phạm Minh Huyền phụ trách. Nếu như tất cả các cuộc khai quật trước đều được tiến hành ở thành Trung và thành Ngoại, thì đây là cuộc khai quật đầu tiên được tiến hành ngay trong khu vực thành Nội, trong khuôn viên đền thờ An Dương Vương. Đoàn đã mở 6 hố khai quật với diện tích 136m2. Hố sâu nhất 3 m, còn các hố khác trung bình từ 1,2-1,5m. Các địa tầng văn hóa dần xuất lộ với nhiều di vật cổ có giá trị . PGS.TS Phạm Minh Huyền cho biết phía trên là lớp văn hóa thời Lê, Nguyễn và thế kỷ XX , tiếp đến bên dưới là lớp văn hóa thời Trần và ở lớp sâu dưới cùng chứa nhiều gốm Cổ Loa. Chị đưa chúng tôi xem những mảnh khuôn đúc (bằng đá) dùng để đúc mũi tên 3 cạnh đặc trưng của Cổ Loa, mảnh vỡ đầu ngói ống với họa tiết trang trí rất đẹp, những viên ngói âm dương xạm màu thời gian. Hàng vạn những mảnh gốm, sành, đất nung đang được các thành viên trong đoàn phân loại, chỉnh lý.
Tại hố khai quật số 1, nằm ở sườn phía đông đền, các nhà khảo cổ đã tìm thấy một đoạn đá cuội và đá hộc chèn dưới chân thành sâu đến 1m, hé mở những giả thuyết mới về kỹ thuật đắp thành. Đặc biệt tại hố khai quật số 4, chếch về phía đông khoảng 10 m, một đoạn thành Nội đã xuất lộ. Phía trên là dấu tích của lò nung ngói thế kỷ XIX, có buồng đốt và buồng nung còn khá nguyên vẹn. Tại hố khai quật số 3 nằm phía sau đền, cách hậu cung khoảng 1,5m, các chuyên gia tìm thấy rất nhiều mảnh gốm, cả nền ngói và gạch, đá nện chặt có niên đại Trần và khi đào sâu hơn lại gặp vô số mảnh vỡ của lớp gốm Cổ Loa.
Được hỏi về ý nghĩa đạt được của đợt khảo cổ, PGS.TS Phạm Minh Huyền nêu cho chúng tôi 3 kết luận. Theo chị, các vết tích của nền móng kiến trúc thời Trần (thế kỷ XIII-XIV) được phát hiện cho thấy đền thờ An Dương Vương được bắt đầu xây dựng từ thời Trần, phù hợp với những ghi chép của lịch sử . Qua hàng trăm năm tồn tại, đền được tu sửa nhiều lần và có xu hướng dịch chuyển về phía Nam. Các mảnh hiện vật kiến trúc thu được như đầu đao, lá đề trang trí bờ nóc, diềm ngói,... niên đại Trần cho thấy đây là công trình kiến trúc quan trọng .
Kết luận thứ hai là những truyền thuyết về thời kỳ An Dương Vương là có thực trong lịch sử. Những bí mật về vòng thành Nội đã được hé mở cùng kỹ thuật đắp thành bằng đá cuội và đá hộc. Cuộc sống của cư dân Việt cổ thời Âu Lạc được minh chứng qua hàng vạn mảnh gốm được trang trí văn thừng, trong đó có gốm kiến trúc và gốm gia dụng.
Điều quan trọng cuối cùng là lần đầu tiên các chuyên gia khảo cổ học đã phát hiện những di tích chứng tỏ sự phát triển văn hóa liên tục qua nhiều thời kỳ tiếp nối nhau từ sơ kỳ kim khí đến ngày nay ở khu vực đền An Dương Vương nằm ở phía Tây Nam thành Nội của Loa thành. Các dấu tích lò hình vuông, cùng với những mảnh đá khắc chữ về Cổ Loa và di tích lò hình cầu tìm thấy ở Mắt rồng là phát hiện lý thú, giúp các nhà khoa học có thể nhận định khu vực đền thờ An Dương Vương tồn tại rất lâu đời, gắn bó với quá trình tồn tại của vùng đất Cổ Loa lịch sử - vùng đất giao hòa giữa những truyền thuyết và sự thật lịch sử qua hàng nghìn năm dựng nước và giữ nước của dân tộc.