A unque desde el siglo XVI se sospechó que bajo el suelo de la denominada Córdoba la Vieja no había una ciudad romana, sino el castillo moro de Abderramán III, no sería hasta los primeros años del siglo XX, concretamente en 1911, durante el reinado de Alfonso XIII, cuando las primeras excavaciones en Medina Azahara comenzaron de manera oficial, despejando cualquier tipo de duda al respecto, si es que todavía la había. A partir de este momento, con el largo parón de la guerra civil, se fueron produciendo con regularidad las excavaciones en el yacimiento --primero bajo la tutela del Ministerio de Fomento y después de Ministerio de Instrucción Pública, hasta pasar a depender del Museo Arqueológico Provincial--, destacando las realizadas por el arquitecto Félix Hernández, que excavó la parte central del alcázar con una superficie de unas 10,5 hectáreas, definiendo las líneas básicas del urbanismo del palacio y acometiendo, también, importantes restauraciones como las realizadas en el Salón Rico.

En 1985, tras la creación de las autonomías unos años antes, la gestión del recinto pasa a manos de la Junta de Andalucía, organismo que a partir de ese momento se encargaría de la tarea de proseguir con los trabajos de recuperación.

Actualmente se ha excavado solo un 10% del total de la superficie intramuros de la ciudad, correspondiendo al núcleo central del alcázar, aunque los últimos trabajos de excavación realizados en el yacimiento durante los últimos años se están centrando por primera vez en áreas no correspondientes al complejo palaciego. Concretamente, las nuevas campañas arqueológicas que arrancaron a partir de abril del 2007 se han ido sucediendo con nuevos hallazgos que han hecho replantearse las dimensiones del conjunto, centrándose especialmente sobre el sector sur de las murallas de la ciudad. Así, campaña tras campaña, la concepción que se tenía sobre la ciudad va cambiando poco a poco. En noviembre del 2007 apareció un hallazgo excepcional, una mezquita situada a más de un kilómetro de la zona noble de la ciudad, más tarde se localizó una impresionante calzada islámica, así como las plantas de lo que se intuyen como barriadas de viviendas destinadas a la clase popular, junto a las que se encontraron innumerables fragmentos de restos cerámicos de uso cotidiano. También se está tratando de averiguar la verdadera extensión de la ciudad, que se intuye pero que los especialistas quieren cerrar mediante investigaciones definitivamente.

El proceso de conservación del yacimiento que lleva a cabo la Junta está siendo "impecable", según los expertos, que aseguran, además, que su entorno, declarado BIC, conserva parte de la estructura territorial e infraestructuras que la hicieron posible y mantiene los valores paisajísticos que se tuvieron en cuenta al construir la ciudad. Pero como nada es perfecto, la candidatura de Medina Azahara cuenta con un escollo derivado de un conflicto urbanístico del que ya ha alertado el Comité Nacional del Consejo Internacional de Monumentos y Sitios (Icomos). Algunas de las parcelaciones ilegales que se desarrollaron en los años 90 e incluso a principios de este siglo están dentro de la zona declarada Bien de Interés Cultural, según los expertos del Icomos, lo que puede convertirse en un obstáculo para que Medina Azahara obtenga el título de Patrimonio de la Humanidad.