発掘調査では池の東南の隅で巨大な金堂の基壇が検出されました。規模は東西37ｍ、南北28ｍ、高さ2ｍ以上で版築工法で作られ、同時代の山田寺金堂が東西21m、南北18ｍ前後であることからも破格の規模であることがわかります。

　翌年には金堂跡の西方50ｍでも突出した規模の塔基壇（一辺30ｍ、高さ2.8ｍ）が発見され金堂と同様、版築工法で作られていました。以降も中心伽藍や周辺部の調査で伽藍の様子が明らかにされてきました。寺院は南面し中心伽藍は東に金堂、西に塔を置き、両者を回廊が囲み中門は金堂の前（中軸線の東寄り）で検出され、左右対象でない伽藍配置が確認されています。金堂、塔基壇は当時の寺院の中では突出した大きさで，特に塔の基壇は，文武天皇の時に建立された大官大寺に匹敵する規模であることから九重塔（高さは80～90ｍ）であったと考えられ創建時期は出土した瓦から，７世紀中頃と思われます。  

これらのことより単なる氏寺ではなく、公的な性格を持った寺院と考えられ、舒明天皇の勅願で建立されたわが国初の国家寺院である百済大寺（６３９年発願、６７３年移築）の可能性が指摘され、一連の調査成果より２００２年３月に国史跡の指定を受けています。