为了对唐都长安城这一重要的文物古迹进行科学保护和合理的开发与利用，在对西安市进行大规模的城市规划与建设的同时，陕西省文物管理委员会从1957年下半年开始，组成工作组，用钻测的方法，花费5个月时间，对唐长安城的外郭城、兴庆宫、大明宫、曲江池和芙蓉园等遗址进行了初步的实地探测，并将探测结果撰成了一篇题为《唐长安城地基初步探测》的报告文章，刊载于《人文杂志》1958年第1期，接着，《考古学报》又于1958年第3期予以转载。

据这篇报告文章称，此次钻探结果，并结合陕西省碑林博物馆第三室所藏775号宋刻兴庆宫平面图碑，测得兴庆宫遗址大致位于今西安城东郊，东至亢家堡西106米，西至经九路东90米，南至纬十街北84米，北至东窑坊（砖瓦窑）。

东西宽1075米，南北长1250米，面积1343750平方米，约合1.34平方公里。南、东两壁宽6米，北、西两壁宽5米。夯土本身厚度一般为0.6米一1.2米，每层厚度为0.07米一0.08米。

与此同时，这次钻探还对兴庆宫内的龙池（兴庆池）、长庆殿、翰林院、勤政务本楼和花萼相辉楼以及宫城四周的城门和宫门初阳门、明义门、通阳门、金明门、大同门、瀛洲门等所在位置和占地面积进行了探测，初步确定了这些遗址和建筑的大致方位。并准确指出，正在兴建的兴庆公园位于该宫西南，约占宫城总面积的四分之一。

接着，大约从1958年元月开始，西安市文物管理委员会和中国科学院考古研究所唐城考古队相继派出多名考古工作者，用了将近1年时间，对兴庆宫遗址进行了科学发掘，最后由马得志同志撰写了一篇《唐长安兴庆宫发掘记》，刊载于《考古》1959年第10期。据《发掘记》称，鉴于兴庆宫唐代建筑遗址大多已被近代的住宅区域“破坏殆尽”，这次所发掘范围仅限于宫城西南隅的一部分，除清理了宫城西南角的部分城垣外，还发掘了勤政楼及其他房址、回廊等。

发掘证明，兴庆宫南城墙共有两重，里边（北侧）的一重墙基宽5米，上部宽为4.4米，现存高度均在1米左右。由此墙的南边向南20米，即是外边（南边）重墙。在上述宫墙之内1万多平方米范围内，共发现房屋、回廊等建筑遗址17处。

考古工作者认为，位于南城墙北侧，西距西墙125米处被编为“一号遗址”处，即为兴庆宫勤政务本楼遗址。楼址东西广五间（26.5米），进深3间（19米），面积约为500平方米。其余均为其他房址、回廊等建筑遗址。

在上述两次探测和发掘中，考古工作者还在兴庆宫遗址内发现了大量带字砖、瓦、瓦当以及青石菩萨坐像、“都管七国”六瓣套装银盒、唐金银平托联珠花卉铜镜残片、石雕螭首等珍贵文物。