Короткая и яркая судьба этого таинственного заполярного города на протяжении многих лет волновала исследователей. Но сохранившиеся письменные источники по истории Мангазеи, неполные и разрозненные, не могли ответить на встающие перед учеными вопросы. Каков, например, был характер этого поселения? Предполагалось, что Мангазея была большой укрепленной факторией, служившей средоточием промыслового люда, шедшего на промыслы, и одной из главных задач местных властей являлся сбор пошлины с торговых людей и промысловиков. Известный исследователь Сибири СВ. Бахрушин писал, что «постоянного населения в городе не было, но из года в год в начале осени сюда прибывали морем караваны кочей,[18] и безлюдный в обычное время город оживлялся. Под бревенчатыми стенами маленького острожка возникал промышленный поселок… Посад жил своеобразной жизнью: он существовал для приезда с Руси торговых и промышленных людей, оживал осенью…» В другой своей работе СВ. Бахрушин утверждал, что «Мангазейский город — безлюдный острожек, закинутый в глубь «студеной тундры», почти под самый полярный круг, среди воинственных племен «кровавой самояди» и других «немирных иноземцев», отрезанный от Руси и даже от прочей Сибири бурями Мангазейского моря». Таким образом, Мангазею считали большой торгово-промысловой факторией, маленьким острожком — словом, всем чем угодно, только не городом.
Тайны заброшенного города остались закрытыми и для путешественников, побывавших на Мангазейском городище во второй половине XIX — начале XX века. Это городище площадью около 3,1 га расположено на высоком правом берегу реки Таз, на мысу, образованном устьем впадающей в Таз речки Мангазейки (в древности — Осетровка).
Первым добрался до Мангазеи в 1862 году Ю. И. Кушелевский. «Я видел очень заметные следы некогда существовавших зданий города Мангазеи, а у обрушившегося берега реки Таз нависший над водой огромной величины гроб из лиственных досок», — писал он. После него здесь побывал В. О. Маркграф. Он тоже отметил здесь остатки древнего города: «На месте, где значится «часовня», из высокого берега, подмываемого рекою, обнажаются бревна подвальных построек некогда бывшего здесь города Мангазеи. У подошвы берега жители находят изредка металлические предметы».
Первую попытку проникнуть в тайны Мангазеи предпринял в августе 1914 года И. Н. Шухов, биолог из Омска. Путешествуя по реке Таз, он побывал на Мангазейском городище и произвел здесь первые раскопки, «В настоящее время, — писал он, — от города Мангазеи остались лишь одни развалины. На берегу торчат бревна построек, нижние оклады зданий, тянущихся вдоль высокого обвалившегося берега до ручья. Сохранилось едва только одно строение, — судя по архитектуре, башня… Место, где была Мангазея, кочковатое, поросшее сорной травой и кустарниками. Берег обваливается и остаются мелкие предметы, как стрелы и ножи. Я нашел наконечник стрелы».
Первыми археологами, побывавшими на руинах Мангазеи, были В. Н. Чернецов и В. И. Мошинская. Осенью 1946 года они с большими трудностями добрались до городища. Сезон раскопок к тому времени уже подходил к концу, и ученые ограничились лишь составлением полевой карты и сбором подъемного материала — преимущественно керамики и обломков различных предметов. Это не помешало В. Н. Чернецову впервые во всеуслышание заявить, что «Мангазея не являлась… лишь военно-торговым форпостом. Это было прочно обжитое место». Но окончательно разрешить все загадки Мангазеи могли только планомерные раскопки. Они начались в 1968 году и продолжались на протяжении четырех полевых сезонов. Раскопки Мангазеи вела археологическая экспедиция Арктического и антарктического научно-исследовательского института под руководством М. И. Белова, в состав которой входили сотрудники Института археологии АН СССР О. В. Освянников и В. Ф. Старков.
Приход археологов был весьма своевременен. Оказалось, что река размывает городище Мангазеи и оно быстрыми темпами разрушается. Об этом свидетельствовали торчавшие из обрыюв берега остатки деревянных сооружений, многочисленные предметы из культурного слоя, усеивавшие песчаную кромку. По оценкам специалистов, к 1968 году погибло уже около 25–30 % территории памятника.
Раскопки Мангазеи представляют собой случай во многом уникальный. Подобного рода масштабные археологические исследования позднесредневекового города не проводились пока более нигде в мире. Как и в Старой Рязани, археологам здесь не мешала никакая поздняя застройка, а заполярная мерзлота, хотя и затрудняла раскопки, тем не менее способствовала хорошей сохранности деревянных сооружений и изделий, предметов из кожи и ткани. При этом характерной чертой памятника является кратковременность и строго очерченные рамки его существования — 1570-1670-е гг. Все это создавало исключительные, с точки зрения археологии, условия для детального изучения древней Мангазеи.
Археологи вскрыли и исследовали около 15 тыс. кв. м Мангазейского городища. Были обнаружены и исследованы остатки древних оборонительных сооружений и около сорока построек самого различного — жилого, хозяйственного, административного, торгового и культового — назначения.
Раскопки показали, что Мангазея имела типичное для древнерусских городов деление на собственно город (кремль) и посад. Особенно интенсивно город рос и застраивался в 1607–1629 гг. В это время Мангазея приобрела те особые черты сибирского «непашенного» города, которые позволяют поставить его в один ряд с такими крупными городами Сибири тех лет, как Тобольск, Тюмень и другие. «Мангазея впитала в себя все новое и лучшее, что знало русское зодчество на рубеже XVI–XVII вв. Это прежде всего сказалось во внедрении принципов регулярной планировки города. Мангазея была хорошо спланирована: крепость четко отделена от посада, а сам посад разделен на две части: собственно ремесленную и торговую. Между частными постройками появились мощенные сосновыми досками судовой обшивки узкие улицы и переулки. Особое внимание уделялось застройке и благоустройству центральной части торговой стороны, где разместился большой гостиный двор в окружении сорока с лишним амбаров и таможня с амбарами. К западу от гостиного двора было возведено новое культовое сооружение — церковь Михаила Малеина и Макария Желтоводского. К востоку разместились питейные заведения и городская торговая баня. Расширилось строительство новых домов в кремле. Это прежде всего коснулось воеводского двора, за массивной круговой оградой которого в дополнение к уже построенным в начале века возникло еще два строения. Зодчие соединили новые постройки воеводского двора со старыми избами висячими закрытыми галереями. Так же были соединены воеводские хоромы с соседней съезжей избой. По существу была застроена вся селитьбенная территория городища, за исключением самых отдаленных северо-восточных частей. Это было время кульминации застройки».[19]
В 1625 году общая протяженность стен Мангазейского кремля по периметру составляла около 280 м. По углам стояли четыре глухие башни: Давыдовская, Зубцовская, Ратиловская и Успенская. На южной стороне, между Зубцовской и Успенской башнями, находилась Спасская проезжая башня, достигавшая в высоту 12 м. Самой маленькой была Ратиловская башня — 8 м, а самой массивной — Давыдовская, каждая из сторон которой имела длину около 9 м. Все башни были четырехугольными. Наибольшую высоту крепостная стена достигала на участке между Давыдовской и Ратиловской башнями — около 10 м; остальные стены имели высоту в 5–6 м.
Треть территории кремля (800 кв. м) занимал комплекс воеводского двора. Его раскопки дали археологам огромное количество предметов быта XVII века — туеса из бересты, железные дужки от ведер, подсвечники, топоры, ножи с орнаментированными рукоятками, сверла, зубила, долота, замки различных размеров, буравы, пробои, дверные засовы, петли, щеколды, деревянные ложки, тарелки, миски, ковши, ушаты, коромысла, черпаки, вальки, формы для печенья, короба, ларчики Некоторые из этих предметов художественно оформлены. Например, форма для пряников вырезана в виде рыбы с большими плавниками. На одной из ложек ножом вырезана надпись- «Степа». Интересна находка оконной рамы размерами 29x29 см — такие маленькие «оконницы» характерны для XVII столетия. В раме сохранились значительные фрагменты слюды. Обнаружено несколько щипцов, с помощью которых снимался нагар со свеч и лучин. Найдены даже предметы мебели — небольшие лавки-скамейки для горниц и массивное широкое кресло.