Thời gian thăm dò, khai quật bắt đầu từ ngày 15/9-30/10 với tổng diện tích là 120 m2, trong đó mỗi phần diện tích thăm dò và khai quật chiếm 60 m2. Cụ thể, lực lượng chức năng tập trung thăm dò tại ba khu vực: Bố chánh phủ, Án sát phủ, cổng Đông. Mỗi khu vực có tổng diện tích thăm dò là 20 m2, với bốn hố, diện tích 5 m2/hố. Công tác khai quật được thực hiện tại khu vực Tổng đốc phủ với diện tích 60 m2 gồm ba hố, diện tích 20 m2/hố.
Trong thời gian thăm dò, khai quật khảo cổ, cơ quan được cấp giấy phép cần chú ý bảo vệ địa tầng của di tích, có trách nhiệm tuyên truyền cho nhân dân về việc bảo vệ di sản văn hóa ở địa phương. Những hiện vật thu thập được trong quá trình thăm dò, khai quật khảo cổ, Ban Quản lý di tích Làng cổ Đường Lâm và Thành cổ Sơn Tây có trách nhiệm giữ gìn, bảo quản tránh để hiện vật bị hư hỏng, thất lạc; báo cáo Bộ trưởng Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch phương án bảo vệ và phát huy giá trị những hiện vật đó.
Sau khi kết thúc đợt thăm dò, khai quật khảo cổ, Bảo tàng Hà Nội và Viện Khảo cổ học báo cáo sơ bộ, đề xuất phương án quản lý, bảo vệ khu vực đã thăm dò, khai quật khảo cổ trong thời gian chậm nhất một tháng; báo cáo khoa học trong thời gian chậm nhất một năm, gửi về Bộ Văn hóa Thể thao và Du lịch.
Thành cổ Sơn Tây được xây dựng vào thời Minh Mạng (1822). Đây là công trình quân sự trọng yếu cho cả khu vực phía Tây thành Hà Nội. Công trình xây dựng hoàn toàn bằng gạch đá ong, loại vật liệu đáp ứng được yêu cầu bền chắc của một công trình phòng thủ, lại có nhiều ở xứ Đoài. Thành cổ Sơn Tây đã được công nhận là di tích lịch sử văn hóa Quốc gia từ năm 1994 và đã có tuổi đời 200 năm.
