Árið 1996 var ný kirkja tekin í notkun í Reykholti, en gamla kirkjan, sem byggð hafði verið árið 1887, hafði þá fengið lítið viðhald um nokkurt skeið. Þjóðminjasafnið ákvað svo árið 2000 að gamla kirkjan yrði tekin inn í húsasafn Þjóðminjasafnsins og gert yrði við hana. Til að hægt yrði að gera við kirkjuna á sem bestan hátt var ákveðið að taka hana af grunninum og byggja nýjan. Þá lá beinast við að grunnur hennar yrði rannsakaður af fornleifafræðingum enda Reykholt mikill sögustaður og án efa leyndust forvitnilegar fornleifar undir henni. Árið 2001 grófu Agnes Stefánsdóttir og Kristinn Magnússon fornleifafræðingar svæðið upp að hluta. Að sjálfsögðu fundust þó nokkrar mannvistarleifar, bæði rústir mannvirkja sem og ummerki um mannvist. t.d. dýrabein. Þá ber einna helst að nefna veggjarhleðslur og leifar fimm grafa, en einnig fundust leifar af smiðju á svæðinu sem skv. aldursgreiningum virðist hafa verið í notkun á 11. - 13. öld (Agnes Stefánsdóttir og Kristinn Magnússon, 2008). Árið 2002 tók svo Guðrún Sveinbjarnardóttir, verkefnisstjóri Reykholtsrannsóknar, við uppgreftrinum á kirkjugrunninum og var hann að mestu framkvæmdur með styrkjum úr Kristnihátíðarsjóði, en hluti fjárframlagsins kom einnig úr ríkissjóði, fornleifasjóði, frá Snorrastofu, menntamálaráðuneytinu og Landsvirkjun. Rannsóknin á kirkjugrunninum, sem lauk árið 2007, sýndi að elstu leifar þar væru frá 11. öld og hafa verið samfelldar mannvistarleifar upp frá þeim tíma á svæðinu. Greinilegt er að útlit og skipulag kirkjunnar hefur breyst í tímans rás. Elsta kirkjan hefur að öllum líkindum alfarið verið úr timbri og hefur hún verið lítil og ferhyrnd. Í lagi næstu kirkjugerðar, sem aldursgreind er frá 12. og 13. öld, fundust m.a. leirkerjabrot frá Englandi og Þýskalandi, kambur og hringnæla með dýrshöfðum. Næsta kirkjugerð hefur verið frá 13. - 16. öld. Þá er kirkjan ekki lengur niðurgrafin, eins og forverar hennar, en er áfram úr timbri eins og fyrri kirkjur. Í þessu lagi fannst m.a. fallega skreyttur gullhringur og innsigli. Yngsta kirkjugerðin er svo frá 16. - 19. öld, hún er einnig byggð úr timbri en nú hefur verið bætt við hlífðarveggjum úr torfi og grjóti. Í þessu lagi fundust t.d. bókarspennsl og vörumerki af svokölluðu Kersey-klæði sem hefur verið innflutt frá Bretlandi, en að auki fundust í þessum byggingarfasa grafir háttsettra og fólks sem var þeim nákomið (Guðrún Sveinbjarnardóttir, 2009).