החפירה הנוכחית נערכה במסגרת עבודות שימור ושחזור של תחום שימור ברשות העתיקות. נחפרו ארבעה ריבועים (1300, 1350, 1400, 1450; כ-1 × 1 מ' כל אחד; איורים 3, 4) בארבע פינות אולם בית הכנסת. החפירה העמיקה עד לסלע או עד לעומק של כמטר אחד מתחת למפלס הקיים.

 
האולם ההלניסטי הקדום (איור 5). האולם ההלניסטי הקדום נחשף בעבר חלקית בלבד, ותכניתו המלבנית (3.8 × 7.0 מ') שוחזרה על סמך קטעים של קירות ורצפות שנחשפו. פתח הכניסה לאולם היה משולב ככל הנראה במרכז הצלע המערבית שלו. אל הפתח הוביל מסדרון צר דמוי האות ר', שנבנה סביב הצלעות הדרומית והמערבית של האולם. על הרצפות באולם ובחצר שממזרח לו וכן בשטח סמטה שמדרום להם נתגלו שישה מטבעות סלווקים מזמנם של אנטיוכוס הג' ואנטיוכוס הד' (ר"ע 92217, 92223–92225, 92237, 92248), וכן שברי כלים המתוארכים לתקופה זו; ממצאים אלה קובעים את זמן שימושו של האולם. תפקידו של האולם בתקופה זו אינו ידוע, אך על סמך תכניתו, שבה חלל מרכזי אחד, נראה שזהו מבנה ציבורי. חיזוק להשערה זו הוא שבתקופות מאוחרות נבנו מבני ציבור, שהצענו לזהותם כבתי כנסת, הישר מעל האולם ההלניסטי. נראה שתכנית האולם ההלינסטי ומיקומו ביישוב הכתיבו את צורתם הכללית של בתי הכנסת שנבנו מעליו בתקופות מאוחרות יותר.
בעונת החפירות הנוכחית נתגלתה בריבוע 1350 (1 × 1 מ') מדרגת סלע חצובה, בדיוק במעבר מהחצר למסדרון הכניסה ההקפי. נראה כי המדרגה החצובה מציינת את הכניסה המקורית מחצר המבנה ההלניסטי הקדום למסדרון ההקפי (איור 4: חתכים 4–4, 5–5). בתקופה החשמונאית נבנה מעל הפתח קיר שסתם את הפתח (W289; איור 6) ושולב בספסל המזרחי של בית הכנסת ההרודיאני (להלן).
 
אולם בית הכנסת החשמונאי (איור 7). מעל האולם ההלניסטי הקדום ומעל הפרוזדור שהקיפו נבנה בתקופה החשמונאית מבנה מעט גדול יותר (6.7 × 10.5–11.5 מ'), אשר זוהה כבית כנסת. פתח הכניסה אל האולם נקבע באמצע קירו המזרחי. לאורך שלושה מקירות האולם, אך לא במקביל להם, נחשף מערך ספסלים דמוי האות ח'. שברי הטיח הרבים הצבועים בגווני אדום, צהוב ולבן שנתגלו בעונת החפירות הקודמת מעל רצפת האולם מעידים שקירות האולם היו מעוטרים בתמשיחי קיר צבעוניים. הציורים עשויים בטכניקת ה'סקו', ותוארכו על פי סגנונם לתקופות החשמונאית–ההרודיאנית (המאה הא' לפסה"נ, לפני שנת 15 לפסה"נ). ציורים דומים נחשפו ביריחו, בירושלים ובמקומות נוספים (ציורי הקיר נבחנו וזוהו על ידי סילביה רוזנברג ויפורסמו בדוח החפירה הסופי). תאריך האולם נקבע על סמך חמישה מטבעות חשמונאים מימי יוחנן הורקנוס ואלכסנדר ינאי, שנתגלו באולם בעבר (ר"ע 92213, 92227, 92233, 92235, 92421), ושברי כלי חרס רבים מהתקופות ההלניסטית–החשמונאית. מטבע נוסף משלב זה (סל 13023; ר"ע 143558) נתגלה בעונת החפירות הנוכחית בתוך אולם בית הכנסת שלא באתרו, על ראש הספסל הבנוי מימי הורדוס (להלן).
בחפירה הנוכחית נחשפו נדבכי הקירות החיצוניים של האולם החשמונאי שהמשיכו לשמש במבנה ההרודיאני. הם בנויים אבנים גדולות, גסות למדי, מהוקצעות חלקית (איור 8). בעבודות שימור שקדמו לחפירה נתגלה בתוך אולם בית הכנסת שבר של ציור קיר עשוי בטכניקת 'סקו' (איור 9). על פי סגנונו הוא שייך לקבוצה דומה של שברי ציורי קיר שנתגלתה בעבר מעל רצפת השלב החשמונאי, ומקורה כנראה בקירות האולם.
בריבוע 1300 (1.7 × 1.2 מ') נחשפה רצפת גיר כתוש (L1302; איור 10), השייכת לחצר האולם ההלניסטי הקדום או לחצר בית הכנסת החשמונאי. במערב השתלבה הרצפה באבנים (L1303), אך בשל שטח החשיפה הקטן אי אפשר לקבוע אם אבנים אלו, שמפלס ראשן גבוה יותר ממפלס הרצפה השמור, הן חלק מתשתית הרצפה, חותכות אותה או שייכות לקיר (W110). בין האבנים בלוקוס 1303 נתגלה שבר קנקן ששפתו מקופלת ונוטה החוצה, שזמנו התקופה ההלניסטית/החשמונאית (איור 1:11), ונראה לכן, שרצפה 1302 ומצבור אבנים 1303 שייכות לחצר האולם ההלניסטי או החשמונאי, לפני ההרחבה ההרודיאנית. במילוי מעל רצפה 1302, בלוקוס 1301, נתגלו שבר של קערה מעובת שפה מהתקופה ההלניסטית/החשמונאית (איור 2:11), ושברים של שני קנקני שק שצווארם זקוף ושפתם ישרה או מעובה, הנפוצים בימי הורדוס (איור 3:11, 4).
 
התקופה ההרודיאנית. בימיו של הורדוס נבנה אולם חדש מעל אולם בית הכנסת החשמונאי, אך רחב מקודמו. להקמת האולם (8.6 × 10.5–11.5 מ'; איור 12) נוצלו קירות האולם החשמונאי בצפון, במערב ובדרום, ואילו במזרח נבנה קיר חדש (W200), בציר מקביל לקיר המזרחי של האולם החשמונאי, כ-1.7 מ' ממזרחו. הכניסה המרכזית לאולם שולבה במרכז קירו המזרחי, וכניסה נוספת שולבה בקיר הצפוני, סמוך לפינה הצפונית-מזרחית של האולם. את האולם בשלב זה אפיינו שני טורים של ארבעה עמודים (איור 3:P8–P1), ושניים או שלושה ספסלים מדורגים (כ-1.7 מ' רוחב כולל), אשר הקיפו את האולם מכל ארבעת עבריו, ונבנו במקביל לקירותיו. ליבת הספסלים (L1401) בנויה אבני שדה בגודל בינוני, מסודרות זו ליד זו, וביניהן עפר ללא חומרי מליטה (איור 13). רצפת האולם הייתה רצפת גיר כתוש, ובשלב מאוחר, כנראה בראשית המאה הא' לסה"נ, הונחה מעליה רצפת טיח חדשה אשר טיפסה על הספסלים. דמיונו של האולם ההרודיאני לאולם החשמונאי מחד גיסא ולמבנים אשר זוהו כבתי כנסת במצדה, בהרודיון, בגמלא, במגדל ובקריית ספר מאידך גיסא, מאפשר לזהותו בביטחון יחסי כבית כנסת.
בחפירה הנוכחית פורקה ליבת הספסלים ההרודיאניים (L1401) בפינה הדרומית-מערבית של האולם, בריבוע 1400 (1 × 1 מ'), והחפירה העמיקה תחתיה במילוי עפר שהכיל אבני שדה (L1402; איור 14). בעת פירוק ליבת הספסל נמצא בין האבנים במפלס ראש הספסל מטבע חשמונאי (סל 13023; ר"ע 143558), מטיפוס כף התמר שזוהה על ידי ד"צ אריאל. מצבו השחוק לא מאפשר להבחין אם נטבע בימי יהוחנן הורקנוס הא' או בימי אלכסנדר ינאי, ולפיכך תוארך לשנים שבין 129 ל-76 לפסה"נ. שברי כלי החרס בתוך ליבת הספסל כללו שברי קנקנים, שנפוצים בהם קנקני שק זקופי צוואר, שלהם שפה פשוטה, מעובה שחתכה משולש, או שפת צווארון (collared rim) — קנקנים טיפוסיים למאה הא' לפסה"נ (איור 1:15–8). לחלק מהקנקנים רכס קל בבסיס הצוואר. עוד נתגלה סיר בישול זקוף צוואר ומעובה שפה (איור 9:15), פך דק דופן ששפתו מתרחבת כלפי חוץ (איור 10:15), פך אחסון גדול (utility jug) רחב צוואר ששפתו קצרה ונוטה כלפי חוץ וידית משוכה ממנה לכתף (איור 11:15), וקנקנית בעלת שפת ספלול וידית מעט מסובבת (איור 12:15). כלים אלו אופייניים למאה הא' לפסה"נ — התקופה החשמונאית וימי הורדוס. נתגלה גם בסיס קערת אבן טבעתי, מחופה אדום בפנים ובחוץ, אולי מתקופה קדומה יותר (איור 13:15), וכן שבר לוח שחיקה עשוי בזלת (איור 14:15).
במילוי העפר והאבנים מתחת לליבת הספסל (L1402) נתגלו קערה גדולה מעובת שפה מהתקופה ההלניסטית (איור 1:16), סיר בישול גבה צוואר, האופייני לתקופה החשמונאית (איור 2:16), קנקני שק מטיפוס דומה לאלו שנתגלו בליבת הספסל (איור 3:16, 4) וקערת אבן מעוטרת בחריתה (איור 5:16).
בריבוע 1450 (2 × 1 מ'), הצפוני-מערבי, פורקה שורת אבנים (L1451) ששימשה עיבוי פנימי לפינת קירות האולם (W50 ,W49), ונחשפו קירות האולם הבנויים גושי אבן גדולים וגסים (איורים 3: חתך 1–1; 17). החפירה העמיקה בפינת האולם עד לסלע. מילוי העפר שנחפר לא היה חתום בליבת הספסל, שכן זו לא נשמרה כאן. במילוי העפר והאבנים מתחת לעיבוי הקירות (L1451) נמצאו קנקן אופייני לתקופה ההלניסטית/חשמונאית (המאות הב'–הא' לפסה"נ; איור 2:18), קנקן שק גבה צוואר ששפתו פשוטה, האופייני לימי הורדוס (איור 3:18), ופך ששפתו מתרחבת כלפי חוץ וידיתו משוכה מהשפה לכתף, הנפוץ בתקופה החשמונאית (המאות הב'–הא' לפסה"נ; איור 4:18). על הסלע, בתוך מפלס אפר שרוף שמהותו לא הובררה (אולי מתקן; L1452), נתגלה שבר של קערה המיספרית שנפוצה במאות הב'–הא' לפסה"נ (איור 1:18).
 
בהעמקה מתחת למפלס הספסלים בפינות האולם נחשפו נדבכים תחתונים של הקירות החיצוניים של אולם בית הכנסת, שלא היו מוכרים קודם לכן. קירות בית הכנסת בנויים גושי אבן גדולים וגסים, מהוקצעים חלקית, והם הונחו זה על זה בבנייה יבשה (או שכל חומר המליטה נשטף בעבר). בין האבנים הגדולות השלימו אבני שדה קטנות את פילוס ראשי הנדבכים.
ממצא כלי החרס שנתגלה בעת פירוק ליבת הספסלים בפינה הדרומית-מערבית של האולם ההרודיאני (L1402 ,L1401) מלמד על בנייתם במאה הא' לפסה"נ. הממצא מאשש את מסקנות החפירה הקודמת, המתארכות את אולם בית הכנסת עם טורי העמודים לאורכו והספסלים המדורגים סביב קירותיו לימי הורדוס (המחצית השנייה של המאה הא' לפסה"נ).
בדלי רצפות ומתקנים קדומים יותר (L1303 ,L1302 בריבוע הצפוני-מזרחי ו-L1452 בריבוע הצפוני-מערבי) תוארכו לתקופות ההלניסטית–החשמונאית (המאות הב'–הא' לפסה"נ) והם שייכים לשלבים קדומים של האולם החשמונאי וההלניסטי הקדום — אך אי אפשר לזהות במדויק את מהותם.
 
בניין 9. בעבודות שימור סמוך לבניין 9 שבמזרח האתר נמצאו כלי חרס וכלי זכוכית האופייניים לשלהי התקופה הביזנטית ולתקופה האומיית (המאות הו'–הח' לסה"נ). הבניין תוארך למאות הו'–הח' לסה"נ על סמך ממצאי החפירה הקודמת. נתגלו מכסה קנקן תמים (איור 1:19), ושברים נוספים של מכסים מטיפוס זה, ידיות מעוטרות של נרות שמן (איור 2:19, 3), בסיס טבעת של נר שמן (איור 4:19), פך (5:19) ושבר צינור חרס (6:19). כן נתגלו שני שברי זכוכית, ובהם ידית של נר קערה ביזנטי (איור 1:20), לרוב עם שלוש ידיות, האופייני למאות הו'–הח', ושבר חלון עגול ששפתו מקופלת ומעובה (איור 2:20), האופייני לתקופה הביזנטית.