Debido a su monumentalidad y a los hallazgos casuales, (como el torques de oro parecido en 1911, hoy en el Museo Provincial de Lugo por medio de la iniciativa de Ramón Falcón Rodríguez y bajo la dirección de Manuel Chamoso Lamas, se realizaron excavaciones y trabajos arqueológicos en el Castro de Viladonga desde 1971 hasta 1978. Se pusieron al descubierto en esta Primera Fase de excavaciones muchas estructuras de habitaciones o de otro tipo en la acrópolis, así como buena parte de su sistema de murallas. Después de unos años de intervalo, desde 1982 en adelante se continuaron los trabajos en una Segunda Fase, primero limpando y consolidando lo ya descubierto y luego prosiguiendo las excavaciones en el Castro, tanto en profundidad como en extensión, asimismo se procedió a la clasificación global y al primer estudio de los materiales aparecidos con vistas a la futura montaje del Museo. El conjunto del yacimiento tiene una extensión aproximada de unos 40.0000 m. cuadrados dentro de sus murallas más exteriores, de ellos unos 10.000 corresponden a la croa, que es de forma cuadrangular irregular con los ángulos redondeados. Entre los hallazgos producidos en las excavaciones pueden destacarse, a la hora de definir cultural y cronologicamente el yacimiento, los siguientes: otro torques de oro similar al aparecido en 1911, cuentas de collar y otros adornos diversos, un anillo de oro y otros de bronce, hierro y azabache, una arracada o pendiente de oro, dos áureos del augusto Arcadio (entre numerosas monedas como antoninianos, semisses e folles), así como diversas muestras de apliques, broches, fíbulas e febillas, pasarriendas y otros arreos de caballería, compases e balanzas, herramientas y armas de piedra, hierro y bronce, dos tableros de juego en pizarra y una ingente cantidad de cerámica de tradición castreña, común romana e terra sigillata, así como innumerables elementos constructivos (tanto pesas de colmo como tégulas e ímbrices) y abundantísimos molinos manuales, sobre todo de tipo circular. Todos estos materiales, junto con la organización espacial interior del Castro, sus construcciones (cuadrangulares, circulares, mixtas…, grandes y pequeñas…), y el propio sistema defensivo, son todas ellas evidencias de un asentamiento continuado y estable que es importante, sobre todo, en época tardorromana o bajoimperial (siglos III al V d.C).