Масштабные археологические исследования на территории Уструшаны проводились в 1943–1944 г. во время работ Фархадской археологической экспедиции под руководством В.Ф. Гайдукевича. В ходе этих работ раскопки были осуществлены на городище Мунчактепе и на некрополях в окрестностях городища (Гайдукевич В.Ф., 1947; 1949; 1952). Позднее проводились археологические разведки в горной и равнинной частях Уструшаны (Смирнова О.И., 1950а, б; 1953а, б; Исаков А.И., 1982). Осуществляются также раскопки на территории Ура-Тюбе и древнего Ходжента, но материалы, полученные здесь, при всей значимости стратиграфических наблюдений еще незначительны (Негматов Н.Н., 1964; 1981; Ранов В.А., Салтовская Е.Д., 1966; Негматов Н.Н., Салтовская Е.Д., 1962; Негматов Н.Н., Беляева Т.В., 1977; Беляева Т.В., 1978; 1979а, б; 1980). На базе имеющихся материалов созданы общие очерки истории Уструшаны в древнюю эпоху (Негматов Н.Н., 1957; 1968а; Негматов Н.Н., Салтовская Е.Д., 1975).
Поселения. Архитектура. На территории Уструшаны зафиксировано наличие нескольких населенных пунктов городского типа, из которых наиболее исследованным является Мунчактепе, и несколько сельских поселений. Сельские поселения практически не исследовались.
Мунчактепе (Гайдукевич В.Ф., 1947; 1949; Негматов Н.Н., Салтовская Е.Д., 1975) площадью около 4 га. В плане городище представляет прямоугольник (200×180 м), одна сторона прямоугольника — высокий обрывистый берег р. Сырдарьи. Поскольку река постоянно размывает берег, то, несомненно, первоначальная площадь городища была несколько большей. Северо-восточная часть городища (размеры 70×40 м) возвышается на несколько метров над остальной территорией городища, являясь, видимо, цитаделью. Городище было обнесено стеной, сложенной из сырцовых кирпичей.
Жизнь возникает на Мунчактепе в первые века н. э., продолжается до эпохи развитого средневековья. Город, видимо, имел (помимо остальных) и военную функцию. Он представлял собою мощный опорный пункт на границе со степью. Мунчактепе являлось центром системы опорных пунктов, зафиксированных в непосредственной близости от него (Гайдукевич В.Ф., 1947, с. 109).
Слои античного времени зафиксированы также в Ленинабаде (древний Ходжент) (Беляева Т.В., 1980, 1982; Негматов Н.Н., 1981), где выявлено, что поселение в первые века н. э. разрастается по сравнению со временем V–IV вв. до н. э. (Беляева Т.В., 1982, с. 281). Некоторые (правда, немногочисленные) материалы заставляют предполагать возникновение городища Ширин в первые века н. э. (Негматов Н.Н., Мирбабаев А.К., Абдурасулов М.А., 1982, с. 306). Материалы первых веков н. э. обнаружены при раскопках Мугтепе (в Ура-Тюбе) (Ранов В.А., Салтовская Е.Д., 1961, с. 117–126).
Архитектура Уструшаны исследуемого времени практически неизвестна. Только на городище Мунчактепе изучались два здания, но, во-первых, они относятся или к самому концу рассматриваемого периода, а, во-вторых, планы и разрезы их не изданы, что, естественно, чрезвычайно затрудняет понимание этих памятников. Одно из зданий датируется III в. н. э. Оно сложено из сырцового кирпича (размер 65×35×10–12 см). Изучены три помещения, в том числе одно внутри башнеподобного сооружения с очень толстыми стенами (толщина 1,85 м). Второе здание относится к IV–V вв. н. э. Оно располагалось на цитадели и определяется автором раскопок как замок. При строительстве использовались сырцовые кирпичи (48×24×8 см) и пахса. Во внутренних помещениях сочетание сырца и пахсы создавали своеобразную узорную кладку. В ряде помещений существовали сводчатые перекрытия, вдоль стен имелись суфы, в стенах ниши. В замок вела входная галерея сложной планировки. Основную часть здания занимали шесть помещений: пять прямоугольных и одно трапециевидное.
Хозяйство. Основой экономики Уструшаны было сельское хозяйство (Гайдукевич В.Ф., 1947, с. 108; Негматов Н.Н., 1957, с. 82; 1968а, с. 11). В районе Мунчактепе оно базировалось на использовании прекрасных обильных источников ключевой воды, находящихся на расстоянии 3 км от городища. Кроме того, использовались воды и горной р. Аксу. Показательно, что источники ключевой воды, игравшие основную роль в водообеспечении этого района, охранялись специальным укреплением (Гайдукевич В.Ф., 1947, с. 109). Считается, что в античную эпоху наблюдается дальнейший прогресс в ирригации на территории всей Уструшаны, когда повсюду создаются небольшие ирригационные системы с несложными головными сооружениями у выхода на плоскость ручьев, саев, появляются небольшие магистральные каналы (Билалов А.И., 1980, с. 137). Наблюдения, проведенные на Мунчактепе, убедили В.Ф. Гайдукевича в оседло-земледельческом характере поселения: множество крупных глиняных хумов для хранения продовольственных припасов в домах, обилие каменных зернотерок, масса костей домашнего скота и т. д. (Гайдукевич В.Ф., 1947, с. 100).
Материалы Мунчактепе также показывают, что город был центром и ремесленной деятельности. В частности, при раскопках были получены определенные материалы, свидетельствующие о существовании здесь керамического ремесла, металлообработки и ювелирного дела.
На городище Мунчактепе была исследована керамическая печь (Гайдукевич В.Ф., 1949), относящаяся к самому раннему периоду существования поселения. Сохранилась только топочная камера, ее длина 5,7 м, ширина (внутри) 0,7–1,2 м, наибольшая сохранившаяся высота 1,18 м. При строительстве был вырыт в лёссовом материке котлован, конструкции печи были выполнены из сырцового кирпича. Печь прямоугольная в плане с длинным и узким топочным устьем. Боковые стенки топочной камеры усилены выступающими лопатками, в пространстве между которыми находились жаропроводящие каналы. При раскопках были найдены фрагменты той керамики, которая обжигалась в печи. Это в первую очередь чаши, имеющие в разрезе профиль плавной дуги (диаметр 27–32 см, высота 5,2–5,6 см). Все чаши изготовлены на гончарном круге, многие покрыты ангобом (темно-красный, коричневый или кремовый), часть из них подвергалась лощению. Обжигались также кувшины. В.Ф. Гайдукевич датировал время функционирования печи I–II вв. н. э.
В самом нижнем слое были также найдены и каменные литейные формы (Гайдукевич В.Ф., 1947, с. 100). Особенно интересна литейная форма, служившая для отливки серег. Она состоит из двух плиток (7,4×7,9 см) темно-серого сланца, на внутренних сторонах которых вырезаны формы пары серег и каналы для заполнения формы металлом (видимо, золотом). Для того чтобы обе половинки точно совпадали и не сдвигались, в одну половинку формы были вделаны два металлических штифта, на которые надевалась другая половинка, в соответствующих местах ее были просверлены отверстия. Очень интересно то, что хотя эти формы являлись утилитарными предметами производственного назначения, наружная отделка их исполнена с большим изяществом. Верхняя половинка литейной формы была украшена по краям мозаичным узором из желтоватых и красных треугольных пластинок, такие же цветные треугольники заполняли круг, находящийся в центре, угловые части заняты четырьмя семилучевыми вырезанными звездами.
Уструшана играла важную роль в международном обмене. Через нее проходил, в частности, один из отрезков «великого шелкового пути», связывавшего страны Средиземноморья с Дальним Востоком. Отражением этого являются находки на территории Уструшаны иноземных монет, хотя сама Уструшана в древний период монету не чеканила. При раскопках Ширинсайского могильника была найдена, в частности, китайская монета (Гайдукевич В.Ф., 1947, с. 94; 1952, с. 334), датируемая I в. н. э. На территории Уструшаны (в районе Ура-Тюбе) был также найден клад (более 300 монет, из которых сохранилось 19) римских монет (Зеймаль Е.В., 1962). В состав клада входили монеты, чеканенные в Римской империи в I в. н. э. (Веспасиан — 1 монета) и II в. н. э. (от Траяна до Коммода — 18 монет). Последняя по времени монета этого клада чеканена в 186 г. н. э.