- ค.ศ.1966 (พ.ศ.2509): นายนิจ หิญชีระนันท์ นักโบราณคดีสมัครเล่นพบร่องรอยเมืองเก่าจากภาพถ่ายทางอากาศ

- ค.ศ.1968-1969 (พ.ศ.2511-2512): เกิดการจัดตั้งคณะสำรวจ และขุดค้นทางโบราณคดี โดยเป็นการดำเนินการร่วมกันระหว่างพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติประเทศไทย และมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย โดยมีนายสมพร อยู่โพธิ์ เป็นผู้อำนวยการ และ นายเบนเนท บรอนสัน (Bennet Bronson) เป็นผู้อำนวยการขุดค้น

เมืองโบราณจันเสน มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมมุมมนจนเกือบจะเป็นรูปวงกลม ล้อมรอบด้วยคูเมืองกว้างประมาณ 20 เมตร ตั้งอยู่บนที่ราบลุ่มทางด้านทิศตะวันออกของแม่น้ำเจ้าประยา 16 เมตร มีขนาดกว้าง 700 เมตร ยาว 800 เมตร คิดเป็นเนื้อที่ประมาณ 300 ไร่เศษ บริเวณภายในคูเมืองมีลักษณะเป็นที่เนิน ชาวบ้านปัจจุบันจึงเรียกกกันว่า “โคกจันเสน” จากภาพถ่ายทางอากาศพบว่าบริเวณกลางเมืองเคยมี ‘คลองบ้านคลอง’ ลำน้ำที่ต่อเนื่องจากตัวเมืองจันเสนลงไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ปัจจุบันขาดตอนไปแล้ว แต่จากภาพถ่ายทางอากาศสันนิษฐานว่าลำน้ำเดิมสามารถต่อไปจนถึงแม่น้ำเจ้าพระยาทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ทางด้านทิศตะวันออก มี ’บึงจันเสน’ บึงที่ถูกขุดค้น มีความกว้างประมาณ 170 เมตร ยาว 240 เมตร สันนิษฐานว่าถูกขุดไว้โดยคนในชุมชนโบราณเดิมเพื่อใช้อุปโภคบริโภคในฐานะสระประจำเมือง ส่วนทางทิศใต้มีคันถนนโบราณที่ถูกเรียกว่า ‘คันคูหนุมาน’ เป็นร่องรอยที่แสดงให้เห็นถึงเทคโนโลยีชลประทานเพื่อระบายน้ำภายในเมือง

จากการขุดค้นทางโบราณคดี และวิเคราะห์ชั้นดิน พบว่าเมืองจันเสนมีพัฒนาการทางสังคมที่เก่าแก่ และต่อเนื่อง โดยสามารถจำแนกลำดับพัฒนาการออกได้เป็น 6 ระยะ

ระยะที่ 1 ยุคโลหะตอนปลายก่อน ( พ.ศ 344 – พ.ศ 543 ) เป็นระยะที่กลุ่มคนเริ่มเข้ามาตั้งถิ่นฐานที่จันเสน จากการขุดค้นพบร่องรอยของภาชนะดินเผาประดับลวดลายกดประทับ หรือขูดขีดอย่างง่าย ซึ่งเนื้อดิน และคุณภาพไม่สม่ำเสมอ สันนิษฐานว่าเป็นการเผาแบบกลางแจ้ง การฝังศพร่วมกับของอุทิศ และร่องรอยการใช้เหล็ก และสำริด จึงสันนิษฐานว่ากลุ่มชนแรกเริ่มที่เข้ามาตั้งถิ่นฐานในจันเสนนั้นรู้จักการใช้เครื่องมือโลหะ และเริ่มพัฒนาสังคมให้ซับซ้อนขึ้นในระดับหนึ่งแล้ว

ระยะที่ 2 สมัยรับอิทธิพลอินเดีย ( พ.ศ 543 – พ.ศ 793 ) พบเครื่องปั้นดินเผาแบบเรียบ ๆ และทาสีแดง รวมถึงยังเครื่องปั้นดินเผาแบบอินเดียร่วมด้วย โบราณวัตถุที่บ่งชี้ถึงอิทธิพลอินเดียอย่างมีนัยยะสำคัญคือ หวีงาช้าง ที่มีการตกแต่งด้วยลวดลายม้า และหงส์อย่างวิจิตร รวมถึงสัญลักษณ์ทางพุทธศาสนาที่บ่งบอกถึงอิทธิพลศิลปะแบบอมรวาดี

ระยะที่ 3 สมัยฟูนันตอนต้น ( พ.ศ 793 - พ.ศ 993 ) โบราณวัตถุที่พบในระยะที่ 3 มีความคล้ายคลึงกับที่พบในเมืองโบราณอู่ทอง และออกแก้ว ซึ่งอยู่ร่วมสมัยกับฟูนันตอนต้น ซึ่งบ่งบอกถึงการติดต่อกับดินแดนส่วนอื่น ๆ ที่อยู่ร่วมสมัยกัน

ภาชนะดินเผาที่พบในระยะที่ 3 มีลักษณะเป็นภาชนะดินเผาเนื้อแกร่ง (Stoneware) โดยมีสีสันหลากหลายทั้งสีดำ สีแดง สีส้ม สีเหลือง และน้ำตาล นอกจากนี้ยังพบกระดิ่งสัมฤทธิ์ ต่างหูรูปดีบุก เครื่องมือสำหรับทำลวดลายกดประทับบนภาชนะดินเผา  เป็นต้น

ระยะที่ 4 สมัยฟูนันตอนปลาย ( พ.ศ 993 – พ.ศ 1143 ) ในระยะนี้พบหลักฐานหนาแน่นขึ้นกว่าทั้ง 3 ระยะ จึงสันนิษฐานได้ว่าเป็นช่วงที่ชุมชนเริ่มขยายตัว แต่ยังไม่พบร่องรอยของการสร้างโบราณสถาน หรือศิลปะวัตถุมากนัก โบราณวัตถุที่พบโดยรวมมีลักษณะที่ใกล้เคียงกับระยะที่ 3 จึงสันนิษฐานว่ามีการใช้งานที่ต่อเนื่องกัน

ระยะที่ 5 สมัยทวารวดี ( พ.ศ 1143 – พ.ศ 1343 ) เป็นระยะที่พบร่องรอยของการขุดคูรอบเมือง และขุดบึงขึ้นทางด้านนอกคูเมืองไปทางทิศตะวันออก อันเป็นร่องรอยที่บ่งชี้ถึงการก่อตัวเป็นเมืองอย่างชัดเจน จึงอาจกล่าวได้ว่าในระยะนี้เป็นระยะที่เจริญสูงสุดของจันเสน

หลักฐานทางโบราณคดีที่พบในระยะนี้ถือว่ามีความหนาแน่นมากที่สุด โดยเฉพาะภาชนะดินเผา โดยรูปแบบที่พบมีลักษณะคล้ายคลึงกับที่พบจากแหล่งโบราณคดีในสมัยทวารวดี เช่น นครปฐม อู่ทอง อู่ตะเภา และเมืองอินทร์ ฯลฯ โดยเริ่มพบไหปากเผยทางน้ำดินสีแดง และนอกจากนี้ยังพบภาชนะดินเผาประดับลวดลายรุปสัตว์ และลายพฤกษาต่าง ๆ ในระยะนี้ยังเป็นระยะที่พบร่องรอยของงานศิลปกรรมมากขึ้น โดยเริ่มพบงานประติมากรรมรูปปั้นขนาดเล็ก เช่น ทสิงโตดินเผา รูปปั้นรูปนางลักษมี และชิ้นที่สำคัญคือรูปปั้น ‘คนจูงลิง’ ที่มีลักษณะเหมือนกับที่พบที่แหล่งโบราณคดีอู่ทอง

ระยะที่ 6 สมัยทวารวดีตอนปลาย ( พ.ศ 1343 - พ.ศ 1593 ) จำนวนโบราณวัตถุที่พบเริ่มน้อย และเบาบางจน สันนิษฐานว่าเป็นระยะสุดท้ายของจันเสน

ลักษณะของภาชนะดินเผาที่พบเริ่มมีมาตรฐาน  เนื้อแข่ง แต่ก็ยังด้อยคุณภาพอยู่มาก โดยจากการศึกษาของ ดร.พีค็อก ให้ความเห็นว่าภาชนะดินเผาที่พบในระยะนี้มีลักษณะคล้ายกับภาชนะดินเผาที่พบในพิมาย จึงเป็นไปได้ว่าในช่วงนี้ชุมชนในจันเสนเองมีการติดต่อกับชุมชนในพิมายอย่างใกล้ชิด นอกจากโบราณวัตถุแล้ว ไม่พบหลักฐานโบราณสถานที่ชัดเจน นอกจากเจดีย์องค์ที่ถูกทำลายไปแล้ว

นอกจากนี้ยังมีโบราณวัตถุอีกหลายชิ้น ที่ไม่ได้พบจากการขุดค้น แต่ถูกค้นพบโดยชาวบ้านในชุมชน อีกหนึ่งโบราณวัตถุที่น่าสนใจในสมัยนี้ คือ ก้อนตราดินเผา ที่พบโดยชาวบ้านขณะถางพงขุดดินเตรียมทำการเกษตรในบริเวณเนินดินจันเสน ซึ่งหลังจากพบจึงถวายแก่วัดจันเสน ลักษณะของตราดินเผาทั่วไปมีขนาดเป็นก้อนกลม เส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ 3 เซนติเมตร บนผิวของก้อนดินเผาประดับภาพนูนต่ำในกรอบเรขาคณิต ภาพดังกล่าวนี้เกิดขึ้นจากรอยประทับของแม่พิมพ์ที่กดประทับลงบนก้อนดินเหนียว โดยทั่วภาพภาพที่ปรากฎประกอบไปด้วยภาพสัตว์ วัตถุสิ่งของที่เป็นสัญลักษณ์ในศาสนาฮินดู โดยเฉพาะไศวนิกาย ภาพบุคคล และภาพรูปอักษรปัลลวะที่ใช้กันอยู่ในอินเดียใต้ช่วงประมาณพุทธศตวรรษที่ 14

สาเหตุของการเสื่อมของเมืองจันเสนนั้นยังเป็นปริศนา แต่จากการเปรียบเทียบกับเมืองโบราณใกล้เคียง และเงื่อนไขทางประวัติศาสตร์ สันนิษฐานว่าอาจเป็นผลจากการตั้งเมืองข้าหลวงเขมรขึ้นในปี พ.ศ 1643 - พ.ศ 2343 ที่ทำให้ผู้คนในเมืองจันเสนเริ่มย้ายออกไปจนกลายเป็นเมืองร้าง

มีการสร้างพิพิธภัณฑ์จันเสนขึ้นบริเวณชั้นล่างของพระมหาธาตุเจดีย์จันเสนภายในวัดจันเสน สำหรับการเก็บรวบรวมทั้งโบราณวัตถุที่พบ และการจัดแสดงประวัติศาสตร์ของชุมชนจันเสนไว้ภายใน โดยพิพิธภัณฑ์ดังกล่าวเกิดจากพระครูนิสัยจริยคุณ และความร่วมมือจากคนในชุมชน 

บรอนสัน เบ็นเน็ต. ศิวะลีย์ ภู่เพ็ชร แปล. “การขุดค้นที่จันเสน พ.ศ 2511 – 2512” ศิลปากร ปีที่ 14, ฉบับที่ 1. หน้า 41-67, 2513.

สุจิตต์ วงศ์เทศ, บรรณาธิการ. สังคมและวัฒนธรรม จันเสน : เมืองแรกเริ่มในลุ่มลพบุรี-ป่าสัก. กรุงเทพ ฯ : เรือนแก้วการพิมพ์. 2534.