С 1977 по 1983 годы Кокмардан неоднократно обследовала Южно-Казахстанская комплексная археологическая экспедиция под руководством К. Акишева[2]. В частности, в 1978—1979 годах на площади 5000 м² был вскрыт культурный слой VI—VII веков[23]. Несколько раз отдельно обследовались некрополи близ городища[19].
В жилищах обнаружены зернотёрки и жернова[2], а также глиняные сковородки для выпечки хлеба в очагах[7]. Часто встречаются зёрна проса, риса, пшеницы, ячменя, гороха[15]. В культурном слое также распространены косточки абрикосов, винограда, арбузные и дынные семечки[24]. Сохранилось большое количество и костных остатков — как домашних животных (лошади, овцы, козы, крупный рогатый скот), так и диких (косуля, горный козёл, архар, сайгак)[14].
При раскопках найдены как различные железные изделия, так и куски железной крицы. Это свидетельствует о наличии железоплавильных мастерских в городе[25].
Основным материалом из раскопов является керамика. Сохранилось множество различных предметов кухонной и столовой посуды. Обнаружены и крупные сосуды для хранения воды и продуктов (хумы, водоносные кувшины, горшки[12]). Другую группу керамических находок составляют светильники, детские игрушки, предметы ремесленного обихода, а также подставки в виде головы быка с массивными рогами[26]. Керамика во многих случаях покрывалась ангобом. В наиболее поздних слоях попадаются изделия с лощением и резным растительным орнаментом[27].
В числе других находок — предметы из кости и рога, костяные амулеты, украшения из различных материалов, бусы из полудрагоценных камней, цветного стекла и ракушек каури[28]. Интересными находками считаются костяные булавки с фигурными головками, предназначенные для закрепления причёсок[29].
Особый научный интерес представляют золотой пояс и золотые застёжки, украшенные красными камнями и узорами. Найденные предметы хранятся в музее Института археологии имени А. Х. Маргулана[2].
На крупнейшем городском некрополе найдены предметы посуды (в том числе украшенные схематичными изображениями животных), оружие, разнообразные украшения, бусины из различных материалов (сердолик, агат, гагат, горный хрусталь, стекло). В женских могилах обнаружены бронзовые зеркала и сурьматаши — предметы для чернения бровей. В числе наиболее интересных находок — бронзовые подвески в форме козлов и птиц, детали поясов и различные золотые изделия. Однако многие захоронения были разграблены ещё в Средние века[30].
