בית הספר של אפלטון פעל במשך כאלף שנה, וידע תקופת שיא במיוחד עם הפילוסופים הנאופלטוניים, עד שנת 529 לספירה, אז בצו של הקיסר יוסטיניאנוס נסגרו לצמיתות כל מרכזי ההשכלה באתונה – צעד שסימן את סיומו האמיתי של העולם העתיק. מטיילים מאוחרים יותר, שחיפשו את בית הספר של אפלטון, זיהו את מקומו הודות לשימור שמו הקדום בצורתו כ־"קתימיאה". החפירות הארכאולוגיות החלו בשנת 1929 על ידי האדריכל פ. אריסטופרון, מעריץ של אפלטון שמוצאו ממצרים, ביוזמתו האישית, באחריותו ועל חשבונו – עד שנת 1940. הן נמשכו מאוחר יותר על ידי פ. סטברופולוס בין השנים 1955 ל־1963, במימון החברה הארכאולוגית. האתרים הארכאולוגיים המרכזיים והגלויים כיום באקדמיה של אפלטון ממוקמים בשלוש נקודות: 1. ה"בית הקדוש" בנקודה הראשונה, בתוך החורשה, מיד צפונית לרחוב דרקונטוס, נמצא תחת גג מגן "הבית הקדוש" מן התקופה הגאומטרית (בערך 700 לפנה"ס), שנבנה מלבנים בלתי צרופות. לידו נמצאו שרידי בית נוסף, פרהיסטורי, מהתקופה הפרוטו־הלנאדית, בצורת אפסיס (בערך 2500 לפנה"ס). שני המבנים האלה הם שרידים מההתיישבות הדלילה באזור לפני הקמת הגימנסיון. לא רחוק מכאן התגלה בעבר קיר ארוך עם תמיכות (כיום מכוסה), שזוהה עם החומה המוזכרת במקורות העתיקים – כלומר, גדר החורשה המקודשת. חלקים מגדרות כאלה נמצאו גם במקומות נוספים, כמו גם עמודי אבן עם הכתובת "אורוס של האקדמיה" (סימון תחום). 2. הגימנסיון בנקודה השנייה, בתוך החורשה, בין הכניסה הראשית שלה (רחובות קרטילוס וטריפוליס) וכנסיית אגיוס טריפון, נחשף חלק מהגימנסיון. נראים עדיין חלקים מהחצר הגדולה והמוארכת של הפַלַייסְטְרָה, שהייתה מוקפת חדרים סגורים מוארכים. מצפון לה נמצאת בריכה ששימשה את חדרי הרחצה של הספורטאים. המבנה מתוארך בדרך כלל למאה ה־1 לפנה"ס – המאה ה־1 לספירה. לפי דעה אחרת, החלקים הצפוניים של המבנה שימשו כספרייה של בית הספר של אפלטון. משני צדדיו נתגלו גם שרידי מבנים מהתקופה הרומית, ככל הנראה אף הם חלק מהמערכת הספורטיבית והחינוכית של האתר. 3. האכסדרה המרובעת בנקודה השלישית, ברחובות פלאטון ואקלידס, נמצא מבנה שמורח באופן חלקי – ה"אכסדרה המרובעת" (מן המאה ה־4 או ה־3 לפנה"ס), שגודלה 40×40 מטר. צורתו האדריכלית ותפקודו המדויק של המבנה אינם ידועים. לפי אחת ההשערות, זהו למעשה הפַלַייסְטְרָה האמיתית של הגימנסיון. מטופות חרס מצוירות מן המאה ה־6 לפנה"ס שנמצאו כאן מעידות על קיומו של מבנה ציבורי קדום עוד יותר במקום.