此城遗址早已被发现。60年代前期，国家文物考古部门组织人力进行全面调查和发掘，获取了重要的遗存文物，基本上查明了渤海都城外郭城、宫城的形制、范围、城内街道坊市、宫殿、官署、寺庙等建筑物的分置布局，从而对渤海上京都城的整体规划有了清楚的认识。
龙泉府遗址是我国古城址中保存较好的一处。据调查，该城形制和规划与唐朝首都长安相似，呈长方形，周长达16296．5米。北面为宫城，南面为外廓城。宫城为长方形，四面宫墙均为石砌，各有一门。宫城前部为官衙，后部为王宫。宫城内部被南北向墙分隔为东、中、西三区，各区内部又以纵横墙垣分成若干部分或院落。各院落都有宫殿房屋遗址。环宫城东、西、北三面是禁苑等附属部分。南面的外廓城，由坊、街道、市场及城墙、城门等部分组成。城墙用石块砌筑，厚2．4米，外有壕沟。共设10个城门，东、西垣各2门，南、北垣各3门。城内街道共发现9条，南北向5条，东西向4条，以纵向全城的“朱雀大街”最为典型，它将全城分为东、西两部分。坊呈长方形，四面筑墙，坊内有若干院落，有大小二种。东、西二市尚难断定具体地点。此外，在渤海都城内外还发掘佛寺若干处，其规模都较大。如东城西起第一列北数第二坊西部寺院遗址佛殿，由主殿、穿廊和东西二室三部分组成，三者台基连为一体。主殿东西23．68米、南北20米。东西室为方形，台基每边9．23米。佛寺面积占据半个坊区，且数量较多，反映出渤海国佛教盛行的景况。
70年代末和80年代初，黑龙江省文物考古部门又对宫城第一宫殿东、西廊庑遗址和若干门址进行发掘，使得清理工作走向深入。从整个调查发掘看，渤海国都城是经过精心设计而建造起来的规模宏大的宫城，它的布局设计和建筑风格受到唐朝都城的影响，体现了中国古代都城设计的历史传统。可以肯定渤诲国与中原内地保持着十分密切的关系，渤海王国是唐朝统辖范围内的一个边疆政权。 渤海国上京城宫城内有五座大殿，自南向北排列在一中轴线上，第二宫殿为中轴线上南起第二座殿址，位于宫城几何平面图的中心，是宫城内规模最大、最重要的宫殿。此殿遗址发掘前为狭长的丘陵状堆积，东西长约82、南北宽约28米，殿阶基上扰坑车辙遍布，础石多已散失，除1－2块础石仍在原处外，余均被移位。
1999年7月至10月，黑龙江省文物考古研究所、吉林大学考古学系和牡丹江市文物管理站对第二宫殿遗址首次进行发掘。
按照渤海国上京城宫城发掘整体规划，为了便于控制遗迹，在第二宫殿的西北侧设立了永久性考古发掘坐标基点，采用象限法一次性布方，在整个宫城遗址内布置了10×10平方米的探方网。第二宫殿遗址共开探方46个，位于IV象限区横坐标00—11；纵坐标00-0 3区域内，实际发掘4400平方米。 第二宫殿作为一建筑群体，包括殿堂、东西JI、东西南廊庑、正门和殿前广场。1999年仅发掘了第二宫殿殿堂及其左右的东西门址。
一、殿堂
殿堂遗址坐北朝南，方向南偏西4度，残留殿阶基、柱网布置和踏道等遗迹。殿堂是第二宫殿建筑群的中心建筑，由于整个宫城地势由南向北渐高，殿堂的位置又位于建筑群中心北部，使得它在周围附属建筑中显得十分醒目。
殿堂上部的堆积较简单，上部为殿阶基黄土形成的表土，掺杂草木腐朽后形成的黑土，一般厚10－15厘米。表土下为殿阶基的黄土。殿阶基下的地层堆积，以T0300东壁为例：第一层表土，厚7－25厘米，结构疏松，含石块、瓦片、瓷片和铁钉等，为现代扰土层。第2层黑褐土，厚10一叨厘米，结构较疏松，其偏南接近殿阶基处变硬，包含物较杂乱，有黑土、红烧土、灰土、炭粒、白灰、瓦片和石块等，为第H宫殿毁弃后形成的堆积。第3层黄沙土，厚10－15厘米，土质较纯净，为第二宫殿使用时的地面。
（－）殿阶基
1. 石砌四壁
殿阶基破坏较为严重，四壁早已坍塌破坏，基础部分亦在后人造窑烧瓦时被取用大部，但除西壁外，其余三壁均保存有部分土衬石。西壁散水南北向的边缘清楚，据此测量，殿阶基的底部石砌包壁的长度可达东西93．5、南北22．4米。
东壁北侧局部有保存完好的散水石、土衬石和包壁石，由此可测得殿阶基四壁应为4度收分的斜壁。
殿阶基四壁砌石分为两层，内层用不规则的玄武岩石块，外层用精心琢制的长方形条石垒砌。条石之间无粘合物，两层砌壁石之间留有空隙，以黄土填实。外壁的玄武岩条石厚度一般为15厘米，长度不一，随石料大小而定。条石立面呈长方形，修琢平整，顶视为梯形，均稍截左右两边，向内的一边基本保持原始状态，侧视为楔形。
2．散水
第二宫殿四壁下铺有散水，散水与土衬石基本在同一高度。
散水可分为两种类型：其一位于北壁下，殿后正中踏道以西，由四部分组成。靠近殿阶基土衬石部分是宽30厘米的玄武岩石板，其外侧是宽12厘米的玄武岩制成的散水牙子，散水牙子的接缝处埋设散水钉固定。散水钉系玄武岩制，侧视略呈直角梯形，向内的一侧平直，锐角的顶端向上呈半球形，埋设朝上。散水钉外侧以宽20厘米的长方形石板嵌入，向内的一侧截两角，将散水钉头露出，起到了良好的装饰作用。其二是第二宫殿散水的最基本样式，殿东、南、西和殿后正中踏道以东部分均属这种类型。即士衬石外为宽叨厘米的石板，其外为12厘米宽的散水牙
渤海国上京龙泉府宫城第二宫殿遗址发掘简报子，散水牙子接缝处埋设散水钉，散水钉头的半球形增大，个别有纹饰。第二种类型的散水不见第一种类型散水牙子外侧的规整石板。
（二）殿阶基上的遗迹
殿阶基上的地面已大部被破坏，西部相对保存稍好。紧靠西北角的一块础石基本保持了原来的位置。另有一块础石上面残留柱子燃烧后留下的痕迹，直径60厘米。此外，殿阶基顶用玄武岩碎石填成的础石基础大部得以保留。
（三）踏道
殿阶基南侧设两个登殿的踏道（宋代称这种踏道为“左右阶”）。殿阶基北侧正中亦设一个登殿的踏道。
1．殿阶基南侧西踏道破坏严重，仅存土质夯基，呈北高南低的长条坡形，与殿阶基夯土相连。其东、南、西三面原均有与宫殿主体相同，即第二种类型的散水，现仅存其西边的北半部分。殿阶基外壁包石向踏道夯基内延伸，踏道包石垒砌在殿阶基外壁包石之外。踏道南面散水外侧，西起第3、4个散水钉，其钉头刻有平行的竖纹；西南角的角石上，刻有凸起的莲花图案。踏道外壁包石仅存三层，第1层略高于地面，类似殿阶基的土衬石，厚约10、向内延伸约20厘米。在距边线10厘米处，刻有一条装饰线。第2层以上为踏道的外壁，每层厚约15、长60－70、宽30－40厘米，无限定的规格。踏道东北角与殿阶基外壁包石相衔接处残存两层外壁包石。踏道南端第1层包石高出散水约10厘米，北端夯基残高60厘米。西踏道包括散水在内，南北长6、东西宽5．1米。
渤海上京龙泉府遗址
2．殿阶基南侧东踏道破坏更甚，散水大部无存，仅余踏道东侧北端的一小部分。外壁包石基本不见，仅余东面北端的一小部分，保留1－3层不等，其厚均为15、长60－70厘米。踏道散水残余部分构造同于殿阶基下第二种类型的散水，其东南角的角石上，亦刻有莲花图案。踏道夯基上保存了重要遗迹，即在其南端起点与散水相接处的居中位置，发现两块南北向平行的规整条石，均长25、宽12厘米，两条石间距46厘米。距两侧散水钉向内面的距离均220厘米。踏道夯基上还遗留了一块踏道用石，长48、宽28、厚12厘米。其前端呈长方形，短边即石料的宽，长边为30厘米。据此可推断出踏道和殿阶基的有关数据。踏道南北长5．7、宽5．1米，其长度扣除0．4米宽的散水为5．3米。踏步每踏宽0．3米，应有9步18踏，第一踏与地面持平，殿阶基的高度则为2．16米。
3．殿阶基北侧踏道，位于殿阶基北侧中央，仅余黄土夯基，其南高北低，与殿阶基夯土相连，踏道周围原有散水，现散水石已全部被起走，仅余散水钉。踏道包括散水在内，南北5．8、东西4．9米。
二、殿东、西两门
第二宫殿殿阶基两侧，各有一单体建筑的门，门与殿阶基之间以墙封闭。两门外侧各有一条南北向的墙，隔断了东西方向的去路。门与该墙间的空档，以东西向小墙封闭。两门的地层堆积与殿阶基一致。两门形制相同，细部有差异。以东门为例加以介绍。
东门台基高0．45、东西宽7．4、南北长12．4米。四面均有散水，其作法同宫殿散本稍异，以石钉从外侧固定散水牙子。散水牙子宽10厘米，其内侧镶嵌规格统一的石板，压于包壁石下，外露部分长30、宽度均为50厘米。在散水石上部，摆砌了一圈高30、长约70、厚20厘米左右的规整石块，向外的一面和相衔接的两个面修琢得十分规整，向内的一面则保留了原来的自然形状。这一圈石块上摆放了一层厚15厘米的石板，残存的一块长90、宽5厘米。台基上有6块础石，东西向两排南北向三列。础石中心点距东西4．4、南北3．3米。西南角的础石上有与之一体的覆盆，直径55厘米。中间列的两块础石之间，靠近两块础石处各有一个南北向的长方形坑，长为0．8、宽0．35米，坑内置有大小同坑的厚木板。方坑之间有一条宽4厘米的木门槛横置于两方坑内木板之上中间的位置，使得坑、木均被隔成南北等大的两部分。西侧北半方坑保留了铁门枢的下半部，半球状凸起朝南。二坑内侧之间相距2．4米。中间列的两础石外各有一东西向墙覆压在东门台基散水上，用不规则的石块砌成，墙厚度不均匀，在2－2．4米之间，留有部分墙面，系用白灰抹成。近墙基处有红色涂墙的痕迹。中间列东侧柱础向南延伸出一段建筑内的土筑隔墙，厚15厘米。台基的南北凸出部分各有一踏道痕迹，北踏道西侧可见垂带。 第二宫殿遗址上部，可见清代至民国初年的瓷片等。在发掘中，发现了这一时期的窑址3座、房址1座。
一、房址
1号房址（F1），位于殿阶基东南部，T0802东南处，开口于1层下。为平面呈长方形的地面式建筑，东西宽5．5、南北长6．5、残留深度0．75－0．9米。石墙用不规则的玄武岩石块砌成。
二、窑址
1号窑址（Y1）位于殿阶基东边接近中间的位置，即T1001和T1002的东半部分。窑通道的方向为南偏东300。系用不规则的玄武岩石块砌成，斜坡式伸向窑门，长5．8米，接近窑门宽60厘米左右用青砖砌成。窑室平面呈椭圆形，长轴直径2．85、短轴直径2．6米。分为火膛和窑床两部分，窑床平面呈新月形，均用红砖砌成。 第二宫殿出土遗物极为丰富，大致可分为砖瓦、建筑饰件、石制品、铁器、陶器等，择要介绍如下。
砖瓦类，包括花纹砖、瓦和瓦当等。
花纹砖 T0001②：33，模制，灰色，火候较高，质地坚硬，已残，保留了中心和一角的图案。砖中心有图案化的八瓣宝相花，角上是用花枝连结的小宝相花。
瓦有板瓦和筒瓦等，灰色，火候较高。凹面有布纹，凸面多经抹刮，有些瓦上可见戳印文字。
板瓦 T1003③：9，前端宽、后端略窄，前端施指压纹，长42、宽30厘米。T0503②：4，前端略宽于后端，前端施有指压纹，长40、宽28厘米。
筒瓦 T083②： 11，前后端同宽，长29、宽17、瓦唇长5厘米。T0802③：7，前后端同宽，瓦唇有四沟，长28、宽18、瓦唇长5厘米。
檐头筒瓦 T0508 ②：2，前后端同宽，一端附六瓣莲花瓦当，已残。瓦唇有凹沟，其外侧有一钉孔，长38、直径10、瓦唇长4厘米。T0803②：10，前后端同宽，一端附一已残的莲花瓦当。瓦唇有钉孔，可见一戳印文字，不识。长36、直径18‘瓦唇长4厘米。
瓦当为圆形，模制，粘接在简瓦前端，即为檐头筒瓦。所有瓦当均饰莲花纹，莲花的瓣数和莲瓣之间的萼形纹各异。直径约15－17厘米。
建筑饰件有兽头、殿阶螭首、覆盆和琉璃瓦等。兽头有绿釉和三彩两种，殿阶螭首造型与第一宫殿发现的石制殿阶螭首基本相似，其后部侧面有对称的两个孔，系穿钉之用。
三彩兽头 T0100②：33，白胎，手工塑制；张口露齿，上下颌各有犬齿和门齿二枚，口内上下各有臼齿二枚，卷舌，舌齿均施黄釉；两眼圆睁暴出，施紫釉，眼皮施绿釉；朝天鼻，鼻形似牛，施绿釉；兽头后部两端各竖一耳；脑后可见竖鬃三条，通体施绿釉；底部形如板瓦，凹面向下；自鼻至底有一孔，竖穿一铁条，系固定之用。长49、宽42、高36厘米。
殿阶螭首 T1003②：28，已残，表面经火烧，釉色已不清晰，似为三彩釉，白胎，手工塑制。在口唇部的一侧，吻部前端突出两枚并排的下獠牙，其后为上下咬合的犬齿，再后为上下各4枚对咬的臼齿，牙齿的上部和后部是隆起的肌肉。口唇的下、后部饰有五绺卷曲的鬃毛；残长42、宽23、厚5厘米。
鸱尾 T0803②：2，绿釉，白胎，鸱尾尾部脱落下的装饰物。其图案分三层，中心为乳丁状凸起，周围缠绕旋转菊纹，最外圈为16枚珠子构成的联珠纹。
覆盆 T0803②：3，已残，绿釉，表面无纹饰。
釉瓦 T0803②：38，筒瓦残片，绿釉。
散水钉 Top3②：14，用玄武岩制成，不甚规整，靠近散水牙子的一侧端部较平整。露出地面部分呈四分之一球状，刻有4条竖纹作装饰，正视似兽爪形，通高40．8厘米，露出地面部分高6．5、宽9厘米。
铁器包括刀、钉、门环和门枢等。
铁刀 T0403②：2，分身、铤两部分。身细长，背平直，刃部稍斜；从尖至挺渐宽，长15、最宽处1．5厘米；铤尖略残，长4厘米；中部偏上有一铆钉，系装柄之用
铁钉分为三角帽铁钉、圆帽铁钉和门钉等。
三角帽铁钉 皆为煅制，长方形钉身，一端聚成钉尖，另一端打成匕形，将两角内折呈三角形，再回曲折成钉帽。根据其大小可为分为大、中、小型三种，大型长约20、中型长13－15、小型长约8厘米。
圆帽铁钉 T0600②：1，钉帽呈空心球状，直径2．5、高0．7、钉身长5厘米。T0403②：l钉身长4．3厘米。
门钉 钉于门扉用于装饰，由钉、帽两部分复合而成，钉为圆锥形圆帽铁钉，钉帽为空心半球形，中心有穿钉的孔。T1102②：1，钉帽高4．5、厚约0．2、底径7、钉长8厘米。
门环由环和鼻两部分构成。T0603②：10，环外径5．5、直径0．7厘米；门界由宽1．3厘米的铁片圈成，箍于环上，钉人门扉部分收束、呈方锥形，残长约4．5厘米。Top3②：11，环外径5、残长3．4厘米。
门枢 T1102②： 3，出于殿阶基东侧门，铸铁，长15、宽10．6、厚3、凸出的半球高3．8厘米。
陶片 T0803②：5，为大型陶器腹残片，灰色，质地较硬，器表横施一条凸起的压印网格纹，宽4．5、厚1．3厘米，弧度很小。
纺轮 T0403②：39，系用莲花瓦当中心部分改制而成，中心未穿孔，直径5．6、厚1．2厘米。
陶碗 T0403②：5，已残，敞口平唇，浅腹斜直壁，平底，细砂灰陶，表面较粗糙，底部有梳齿纹。口径10．5、高4厘米。
版位 T1002②：31，砖制，已残，上阴刻楷书“L品位”字样，第一字已残，疑为“四”字 渤海国上京城宫城第二宫殿址是宫城内最大、等级最高的建筑，对其基址的发掘，为研究渤海国的建筑规模、建筑形制、技法乃至其反映的有关历史、文化提供了新资料。
第二宫殿遗址在毁弃后至发掘前，顶部曾遭到严重的破坏，其时间和原因一直不明。通过本次发掘，可以判明其被损毁，主要是因清末民初之际建瓦窑所致。制瓦的土直接取自于殿阶基中部和西部，而窑工的住房建造在殿基东南部，这些都致使殿阶基上受损。
以往学术界对第二宫殿的形制颇多猜测。通过发掘表明，第二宫殿以殿堂为中心，左右各设一门，殿堂不与东西两廊相接。
第二宫殿殿阶基上础石虽已散失移位，但最西部有三列础石大致保留在原来的位置上。殿阶基的后踏道居于正中，殿前左右两阶对称排列。参照殿阶基上遗留的础石基础，殿堂应为进深4间、面阔19间的大型建筑。殿北壁的踏道正对第10间，殿南的左右两阶对称于第6间和第14间的位置。第二宫殿是已知渤海国时期规模最大的宫殿，其殿堂单体建筑的长度也是同时期宫殿建筑中最长的。
从殿南面东西踏道所遗留的迹象可知，第二宫殿踏道的类型相当于后世的“垂带踏道”，但两侧为直壁，无逐层内收的“象眼”。中间以条石隔开，分设左右双踏，类似河南登封少林寺初祖庵宋代大殿的踏道。
新发现的陶制殿阶螭首是本次发掘的重要收获。在文献记载和考古发掘中，以往所见的殿阶螭首均为石制品，《营造法式》关于殿阶嫡首的记述也载于“石作”一章。殿阶螭首发现时代较早的实物是古邺城铜雀台前门楼和唐大明宫龙首渠和含元殿出土的石制螭首。在中国古代建筑史上，建筑台基上的设施经历了从木结构到石结构的过渡。石制望柱和螭首应用较早的实例是唐大明宫含元殿遗址，我们认为陶制的殿阶螭首应置于木望柱之下。这种陶制殿阶螭首的发现，提供了中国古代宫殿建筑的新实物材料，也提出了新的研究课题。
为了保护城址，1963年宁安县文物管理所迁到城址所在地，60年代划定保护范围，建立标志和资料档案。70年代拨正石灯，修筑上京外城西北角护坡，保护城墙免遭流水冲蚀。1985年黑龙江省文物考古研究所在此设立工作站。同年夏建立渤海上京遗址博物馆。
