החפירה הנוכחית כללה ריבוע אחד (כ-12 מ"ר; איור 3), שהניב שרידים מארבעה שלבי בנייה, שזמנם מהתקופות הרומית עד העות'מאנית. סמוך לריבוע החפירה, ממערב לו, נמצאו שרידים השייכים אולי לשלב חמישי, קדום יותר. רצף השכבות מבוסס היטב; עם זאת, קשה לתארך את כל השלבים במדויק בשל שטח החפירה המצומצם ומיעוט הממצא ממכלולים חתומים. השרידים מתוארים כאן מהמאוחר (1) לקדום (5).

 
שלב 1. נראה שרוב התקרה המקומרת שהשתמרה באולם היא מהתקופה העות'מאנית.
 
שלב 2. שרידיו של הקיר החיצוני הדרומי המקורי של האולם המקומר מן התקופה הממלוכית (איור 3: חתך 1–1) כוללים קיר מסד (W4) ומבנה-על: קיר (W2), עמוד, שנבנה בחלקו באבני גזית (W1) וקטע צר בנוי לבנים (W12), המחבר בין W2 ו-W1 (איורים 4, 5). בקיר הותקנה כניסה מקושתת שהובילה דרומה, אל מתחם דארג' אל-עין, אך זו נמצאה חסומה (L9). מצפון לקיר זה היו עמוד שנחפר בחלקו (W14) ואבן גזית גדולה (W5), ככל הנראה שרידי קיר; ריצוף של אבנים חלקות מאוד (L6; כ-0.15 מ' עובי; איור 6) ניגש אל העמוד מדרום ואל אבן הגזית ממזרח. ריצוף דומה התגלה דרומה משם, באתר אוהל יצחק; החופרים זיהו את הריצוף עם הרצפה המקורית בחדר ההלבשה מן התקופה הממלוכית. ריצוף 6 נשדד ברובו, אך תשתיתו העשויה שכבת טיח (L7) השתרעה דרומה וניגשה לקיר 4. אבן גזית 5 ותשתית 7 כיסו את יסודות קיר 4 (W11) ואת הרצפה (איור 7).
 
שלב 3 (איורים 8, 9) כלל שרידים מאסיביים:ריצוף של אבנים גדולות (L13) שנשדד ברובו ותעלת ניקוז בנויה אבן שנמשכה מצפון לדרום (L16), מתחת לריצוף. התעלה נבנתה מלוחות אבן בינוניים וכוסתה באבנים הגדולות של ריצוף 13. אחת מן האבנים הגדולות יותר מבין אבני הריצוף הוסרה כדי לבחון את התעלה; התעלה נמצאה מלאה באדמה בוצית (איור 10). מכיוון שלא נתגלה בה כל ממצא, לא ניתן היה לקבוע את תאריך הקמתה. גם מתחת לריצוף 13 לא נתגלו ממצאים אינדיקטיביים. על סמך הדמיון לתעלות ניקוז אחרות ועל פי המיקום הסטרטגרפי של השרידים, אפשר להציע כי זמנם התקופה הביזנטית או האסלאמית הקדומה.
 
שלב 4. שרידי שלב זה נחשפו בשטח מצומצם, לאחר הסרת אבני ריצוף 13 סמוך לתעלת ניקוז 16 (ר' איור 9). בעומק של 0.15–0.20 מ' מתחת לריצוף 13 נמצא ריצוף אבן נוסף, קדום יותר (L18; איור 11), שנחתך על ידי תעלת ניקוז 16. על אחד מאבני האבן בריצוף זה נמצאה חריתה אופיינית של לוח משחק רומי (איור 12). עם זאת, לא ברור אם אבן זו נמצאת באתרה או בשימוש משני.
 
שלב 5(?). ממערב לריבוע החפירה התגלה קטע קטן מריצוף רחוב (L17; איור 13) במפלס הגבוה בכמעט 2 מ' מזה של ריצוף 18 (שלב 4). ריצוף הרחוב התגלה לאחר הסרת גרם של מדרגות אבן שהוקם במאה הכ' והוביל מהרחוב המודרני לאולם המקומר. את הרחוב כיסו שכבות מילוי שעליהן הושתתו המדרגות; המילויים הכילו שברי חרס, זכוכית ופלסטיק מודרניים. אבני הריצוף ברחוב 17 גדולות, והן הונחו באלכסון; הריצוף הסתיים בגבול מזרחי ברור, וניכר היה שהוא ניגש אל סטילובט, אף שזה לא שרד. יש במאפיינים אלה ובמיקום המדויק של הריצוף כדי להעיד כי היה זה חלק מהקרדו המזרחי בתקופה הרומית (Weksler-Bdolah and Onn 2017). ריצוף זהה נחשף 2 מ' דרומה משם, בחפירה באוהל יצחק, ושם הציעו החופרים שזהו הקרדו הרומי-ביזנטי (איור 14; ברבה ודעאדלה 2007).
 
בהיעדר ממצאים נומיסמטיים וקרמיים, נותר לפתור את בעיית התיארוך היחסי של ריצופים 17 ו-18 ויחסם הסטרטגרפי. מכיוון שנראה כי ריצוף 17 הוא חלק מהקרדו הרומי-ביזנטי, מוצעות להלן שתי אפשרויות להסבר הפרש הגבהים המשמעותי בין שני הריצופים. כל אחד משני הסברים אלה תלוי בקביעה אם האבן במדרכה 18 הנושאת חריתה של לוח משחק רומי (ר' איור 12) נמצאת  באתרה המקורי או בשימוש משני:
1. אם האבן נמצאה באתרה המקורי, אזי ריצוף 18 הוא בן זמנו של ריצוף 17, כלומר בן זמנו של הקרדו מן התקופה הרומית. במקרה כזה, ניתן להסביר את הפרש הגובה ביניהם בבנייה שהשתרעה ממזרח לקרדו ולסטילובט המזרחי שלו — למשל שוק מרוצף, רחבה מרוצפת או בריכה. למעשה, כבר בעבר הוצע שבחלק זה של העיר היה רחוב מרוצף או רחבה מרוצפת, אך ההצעה נשענה על ממצאים אדריכליים וקרמיים לא חד-משמעיים שנחשפו בחפירות ברחוב אל-וואד (לסיכום ודיון, ר' Kloner and Bar-Nathan 2017) ולמרבה הצער, כמו במקרה של החפירה הנוכחית, לא ניתן היה לתארך במדויק ממצאים אלה.
2. אם האבן הייתה בשימוש משני, אזי הוצבה במיקומה הנוכחי במהלך בניית תעלת ניקוז 16 (שלב 3) כדי לשמש כחלק מקיר התעלה, וזה חתך את מדרכה 18 (שלב 4). במקרה זה, ריצוף 18 מאוחר לריצוף 17, והבדל כרונולוגי זה מסביר את הפרש הגבהים ביניהם.
 
החפירה בחמאם אל-עין הוסיפה נתונים ארכיאולוגיים חדשים לתמונה המורכבת של התפתחות אחד מעורקי התנועה המרכזיים בעיר, למן אחד משלביו המוקדמים ועד לימי הביניים המאוחרים. התוצאות תורמות גם להבנת ההתפתחות העירונית באזור שוק הכותנה ברובע הממלוכי, על מבני הציבור הרבים שלו.