Thời kỳ Tiền Thăng Long: Do địa thế 18 Hoàng Diệu vẫn có điều kiện đào sâu vì còn các tầng văn hóa trên của các thời và bên cạnh phía tây nam xây dựng Nhà Quốc hội mới. Nếu chỉ riêng địa điểm 18 Hoàng Diệu, tổng diện tích thời Tiền Thăng Long đã phát hiện là 40 trong đó có 18 dấu tích kiến trúc, 7 giếng nước và 15 đường cống nước. Dấu tích kiến trúc thời Tiền Thăng Long (thế kỷ VIII - IX) chỉ còn lại một phần nên móng. Bó nên các kiến trúc thời Tiền Thăng Long đều sử dụng gạch chữ nhật màu xám. Cũng đã tìm thấy nhiều loại gạch lát nền hình vuông có trang trí hóa sen, hình cá sấu,…Ngói lợp mái kiến trúc chủ yếu là ngói âm dương trong đó loại ngói dương có đầu trang trí cánh sen. Bên cạnh các công trình kiến trúc, 15 đường cống tiêu thoát nước cũng được tìm thấy. Những cống nước này chủ yếu được xây dựng bằng gạch chữ nhật màu xám trong đó có viên có chữ “Giang tây quân” (thế kỷ IX). Đáng chú ý có những cống nước lớn chạy dài hơn 60m, được xây dựng khá kiên cố. Ở kh E lần đầu tiên còn tìm thấy một cống nước lớn được xây dựng theo kỹ thuật kè cừ bằng gỗ.

Cùng với các di tích kiến trúc, các di vật thời Tiền Thăng Long như gạch, gốm men, sành có nguồn gốc từ Việt Nam, Trung Quốc, Islam đã chứng tỏ đã có sự giao thương quốc tế giữ thời Tiền Thăng Long với các nước Đông - Tây.

Di tích, di vật thời Đinh - Tiền Lê: tại địa điểm 18 Hoàng Diệu lần đầu tiên phát hiện 13 dấu tích nền móng của các công trình kiến trúc gỗ thời Đinh - Tiền Lê. Các dấu tích kiến trúc thời Đinh - Tiền Lê thường nằm phía trên tiếp với lớp văn hóa có dấu tích kiến trúc thời Tiền Thăng Long. Các công trình kiến trúc thời Đinh- Tiền Lê đề có quy mô nhỏ, đều suwr dụng kỹ thuật kê chôn chân cột kết hợp với kỹ thuật kê nổi chân cột. Về mặt bằng, kiến trúc Đinh - Tiền Lê có hình chữ nhật (quy mô vừa phải). Có một mặt bằng kiến trúc khá hoàn chỉnh có hệ thống móng cột ở hai đầu hồi được đặt lệch chéo so với cac hàng cột trong lòng nhà. Các loại vật liệu xây dựng khác thời Đinh - Tiền Lê cũng có sự thay đổi hoàn toàn về chất liệu và nghệ thuật trang trí so với thời trước đó như đầu ngói trang trí nhiều kiểu hoa sen, lợp ngói âm dương trang trí khá cầu kỳ, một số viên gạch chữ nhật có in “Đại Việt quốc dân thành chuyên” gốm sành… để chứng minh nghệ thuật thời này phát triển cao hơn so với thời kỳ trước.

Di tích di vật thời Trần: Kỹ thuật xây dựng, nghệ thuật trang trí kiến trúc cung điện thời Trần về cơ bản đã kế thừa xuất sắc truyền thống Lý. Đó vẫn là truyền thống tôn đắp nền bằng các loại đất sạch, vẫn là kỹ thuật xây m,óng cột sỏi, móng cột ngói vụn và móng sành vụn. Thời kỳ này cũng xây dựng nhiều tường gạch bao quanh khuôn viên cung điện. Kiến trúc thời Trần tiếp tục trang trí bộ mái kiến trúc bằng hệ thống lá đề chạm rồng, phượng, uyên ương, sư tử…kiến trúc Thăng Long thời Trần đặc biệt phổ biến loại ngói sen. Các hình tượng trang trí kiến trúc được thể hiện theo xu hướng ngày càng giảm lược. Nét độc đáo và nổi bật chính là kỹ thuật và cách thức xây dựng các đường viền xếp hình “hoa chanh” bên chân các móng tường hoặc bó nền cấc cung điện lớn.

Di tích, di vật thời Lê sơ, thời Mạc, thời Lê Trung hưng, thời Tây Sơn và thời Nguyễn: các thời kỳ này có thời gian khá dài trải hơn 5 thế kỷ. Tại 18 Hoàng Diệu đã tim thấy 16 di tích , bao gồm 4 di tích kiến trúc, 9 giếng nước và 3 công nước. Các di tích kiến trúc ở đây đều thuộc về 2 thời kỳ: Lê sơ và Lê Trung hưng. Các thời kỳ khác tìm thấy chủ yếu là di vật.

Thời Lê sơ: tìm thấy móng tường rất lớn chạy quanh di tích Đoan Môn. Đây có thể là dấu tích tường Cấm thành Thăng Long. Kỹ thuật thời Lê sơ tiếp thu truyền thống Lý - Trần vừa có nhiều đổi mới mang tính thời đại. Móng tường, móng cột đềm được đầm nện từng lớp rất chặt chẽ, kỹ lưỡng như thời trước. những vật liệu xây dựng thì chủ yếu bằng gạch và vồ vụ, ngói vụn. Kỹ thuật bó vỉa “hoa chanh” thời Trần (khu C) nhưng rất hiếm. Kiến trúc nghệ thuật của thời Lê sơ với thời Trần đã có sự chuyển biến cơ bản các loại gạch vồ nhiều kích cỡ, rất nhiều viên gạch có chữ ghi phiên hiệu, có viên ghi tên địa phương,…Thăng Long thời Lê sơ còn lập kỳ tích đưa nghệ thuật gốm Việt Nam đạt đến đỉnh cao: các loại gốm cao cấp của Hoàng gia gốm lam, gốm trắng, gốm vẽ nhiều màu, trong đó đặc biệt là loại gốm mỏng thấu quang trang trí rồng 5 móng và chữ “Quan” minh chứng điêu luyện của nghệ nhân gốm thời Lê sơ. Có thể nói dòng gốm men cao cấp thời Lê sơ đạt chất lượng rất cao không thua kém bất cứ dòng gốm men cao cấp cùng thời nào trên thế giới.

Thời Mạc: Nhìn chung trong di tích 18 Hoàng Diệu cũng như trong các địa điểm khác thuộc Kinh đô Thăng Long đều chư tìm thấy dấu tích kiến trúc. Tuy nhiên cũng tìm thấy một số di vật điển hình thời Mạc đó là một số loại hình vật liệu xây dựng như: gạch đất nung hình hộp chạm rồng, các loại đầu ngói chạm rồng, hoa lá… nhà MẠc thời kỳ này chủ yếu kế thừa những xây dựng từ thời Lê sơ.

Thời Lê Trung hưng: tại địa điểm Vường Hồng đã tìm thấy tường Cấm thành Thăng Long chạy song song với móng tường Câm thành thời Lê sơ. Đã tìm thấy các dấu tích kiến trúc có các móng cột đầm nện bằng gạch ngói vụn. Kỹ thuật xây dựng thowqif Lê Trung hưng tiếp nối thời Lê sơ, những việc đầm nện vật liệu không kỹ bằng thời Lê sơ nhưng móng cột lại xâu dựng to hơn. Trong thời kỳ này có sự gia tăng của gốm Trung Quốc, Nhật, nhưng gốm Việt Nam chiếm số lượng đông đảo.

Thời Tây Sơn, nhà Nguyễn thời kỳ này chỉ sửa chữ một số cửa và một số di vật. Đây là sự tiếp nối của các thời kỳ trước.

Đặng Tình