בחודשים ספטמבר–נובמבר 2011 נערכה חפירה ארכיאולוגית בתחנה המרכזית בבאר שבע (הרשאה מס' 6264-A; נ"צ 18064-70/572350-475), לקראת שיפוץ התחנה המרכזית. החפירה, מטעם רשות העתיקות ובמימון מפעלי תחנות בע"מ, נוהלה על ידי ד' ורגה וו' כרמל-ניקולסקי (בדיקות מקדימות), בסיוע י' אלעמור (מנהלה), ו' ליפשיץ וא' פילין (ניהול שטחים), ת' גרוסר וק' ליזיגל (עוזרי מנהלי שטחים), מ' קונין, א' האג'יאן ומ' קאהן (מדידות ושרטוט), ש' גל (ציור חתכים), חברת סקי וויו (צילום אוויר) ונ' זאק (תכניות).
באזור נערכו בעבר חפירות ארכיאולוגיות (חדשות ארכיאולוגיות 119; חדשות ארכיאולוגיות 122) שבהן נחשפו שרידים למן התקופה הכלקוליתית ועד ימינו, מחנה צבא רומי ושרידי יישוב ביזנטי ובו בית מרחץ וכנסיות. מדרום לחפירה נחשף חלק מהיישוב הביזנטי (הרשאה מס' 6350-A).
נפתחו 70 ריבועי חפירה ובהם נחשפו שני מבני מגורים (1, 2; כ-1200 מ"ר שטח השתרעות; איור 1) בנויים מאבני קירטון וחלוקי נחל. למבנים חדרים (1–7, 9, 10, 13–17) וחצרות (8, 11, 12) חפורים באדמת לס, תת-קרקעיים ותת-קרקעיים למחצה ששימשו בעיקר לאחסון ולתעשייה ביתית.
נחשף חלק קטן משרידי מבנים שהיו על פני השטח, ונהרסו במרוצת הזמן בשל שוד אבנים לבנייה משנית בתקופות מאוחרות ובעת בניית התחנה המרכזית בתחילת שנות השבעים של המאה הכ'. בשרידים קטעי קירות דלים, בדרך כלל יסודות בלבד שנבנו מאבני גוויל במגוון גדלים מצור ומקירטון ובעיקר מחלוקי נחל. באתר התגלו מפולות רבות ונראה שמרבית הקירות היו בנויים מאבני קירטון מהוקצעות.
נראה שחדרי המבנים נבנו סביב חצרות — 8 ו-12, שצורתן אינה אחידה ורצפותיהן היו עשויות מאדמת לס מקומית מהודקת. במרכז כל חצר נחפרה ממגורה עגולה, בנויה ומדופנת בעיקר בחלוקי נחל במגוון גדלים (איור 2). בחצר הצפונית נוסף, בשלב מאוחר, חדר 5 — מבוא מרוצף אבן. החצרות נבנו על פני השטח ומהן ירדו דרך גרמי מדרגות אל חללים תת-קרקעיים, מרתפים וחצרות תת-קרקעיות למחצה (איור 3). באתר התגלו שני סוגים של גרמי מדרגות — הסוג הראשון מושקע יותר ובנוי מאבן קירטון מסותתת (בדרום-מזרח חדר 6, בחדר 9 ובחצר 11); כנראה שהמדרגות הובילו לחדרים או לחצרות תת-קרקעיים (L330; איור 4). הסוג השני בנוי משילוב אבני קירטון עם חלוקי נחל גדולים ואבני צור; מדרגות אלו הובילו אל חדרים תת-קרקעיים למחצה (בחדר 3 ומצפון לחדר 6), או לחצרות נוספות (למשל חצר 12). החצרות היו פתוחות או עם קירוי מחומרים מתכלים, כגון קורות עץ וענפים. בחצרות ובכמה חדרים תת-קרקעיים למחצה הוקמו מתקנים חקלאיים, כנראה מתקני כתישה (בחצר 11), בית בד ואחסון (בחדר 15). בחלק מהמתקנים התגלו שרידי חומר אורגני שטרם נבדק במעבדות.
החללים התת-קרקעיים נחפרו באדמת לס טבעית ולרוב צורתם סגלגלה ודופנותיהם דופנו בחלוקי נחל בשילוב אבני קירטון ולעתים לבני בוץ. הכניסות לחללים נבנו ברובן מאבני קירטון מסותתות מרשימות (למשל, חדר 1, L125; איור 5). למרבית הכניסות צורת קשת (חדר 1) ולאחרות צורת מלבן (חדר 16 מדרום). נראה שהכניסות שצורתן קשת קדומות יותר.
נמצאו בעיקר כלי חרס (לא צוירו) האופייניים לשימוש יום יומי, בהם כלי אגירה גדולים, כגון אמפורות וקנקנים ממגוון טיפוסים (כשני שליש מטיפוס 'שק' ושליש מטיפוס 'עזה'), סירי בישול, פכי בישול, קדרות בישול, פכיות, קדרות וקערות. רוב הכלים מתוצרת מקומית ואחדים יובאו ממצרים, מצפון אפריקה וממקומות אחרים ברחבי אגן הים התיכון המזרחי. נמצאו נרות שמן רבים (רובם מטיפוס 'סנדל') המעידים על עבודה ואולי גם על מגורים בתת-הקרקע בתנאיי אור לקויים או בחושך. כלי החרס מתוארכים ברובם המוחלט למאה הו' לסה"נ ואחדים מופיעים כבר במאה הה' לסה"נ.
כמו כן התגלו באתר כ-130 מטבעות ברונזה, רובם בחדר 11, כלי זכוכית רבים ומגוונים אף שמצב השתמרותם ירוד מאוד, ומעט עצמות בעלי חיים.
ממצאים אלו מעידים על תרבות עירונית מורכבת, שהתקיימה במבני מגורים גדולים שלהם חצר מרכזית וחדרים תת-קרקעיים וחצרות תת-קרקעיות למחצה שבהם נעשו עבודות משק בית, פעילות חקלאית (בחדרים 11 ו-15), בישול (בחדר 8) ואחסון (בחדרים 8 ו-12). ייתכן שבממגורות שנחשפו בחדרים 8 ו-12, אוחסנה תוצרת מחוות חקלאיות רבות שבעורף החקלאי של העיר באר שבע ובמתקנים עובדו המוצרים.