תקופות הברזל 2–3. עד לעונת 2011 נחשפו שרידיה של תקופת הברזל בשטח מצומצם בפינתו הדרומית-מזרחית של שטח החפירה, אך די היה בשרידים אלה כדי ללמד על קיומה של התיישבות ניכרת במקום. שרידים אלה כוללים מבנים שבנייתם דלה ובהם התגלו מתקנים. בשלב היישוב הקדום ביותר שהתגלה מהתקופה נעשה שימוש בסלע האם, כיסוד לקירות מבנים, לחציבת מדרגות ששולבו במבנים וליישור והחלקת משטחי סלע לשימוש כרצפות בחדרים. המכלול הקרמי בשלב היישוב הקדום בתקופת הברזל עשיר ומגוון וזמנו קודם למאה הח' לפסה"נ.

בעונת 2011 נחשף בצדו הצפוני-מזרחי של שטח החפירה, מתחת לרצפות של מבנה מהתקופה ההלניסטית, מערום גדול של אבנים במגוון מידות (איור 2). לא התברר מהו מערום אבנים זה (מפולות? מילוי מכוון?) שכן יסודות של מבנים מאוחרים לו מושתתים עליו ואינם מאפשרים לפרקו בשלב זה. בניקוי המערום התגלו חרסים רבים מתקופות הברזל 2–3 ומן התקופה ההלניסטית, ולכן אי אפשר בשלב זה לתארך בוודאות את המערום לתקופת הברזל, אף כי יש סבירות גבוהה לכך שמקורו של המערום במבנה או במבנים מתקופת הברזל. בשוליים הצפוניים של המערום התגלה חותם מאמטיסט ועליו דמות של ספינקס.
 
שלהי התקופה ההלניסטית (המאות הב'–הא' לפסה"נ). בחלקו הצפוני-מזרחי של החניון התגלו שרידים של מבנה נרחב, ובהם קירות מרשימים, פתח איתן, שני אולמות מוארכים ממערב לפתח ולהם רצפות טיח לבן ומרחב נוסף שטרם נחפר מדרום לפתח. הפתח נבנה מאבני גזית שסותתו בסיתות שוליים (איור 3), ובו התגלו סף ומזוזות באתרם. בחלקו הצפוני של שטח החפירה, במקום בו השתמר הסלע לגובה ניכר, התגלו חדרים חצובים בסלע וכן פיר רבוע שנחצב בסלע ומוליך אל מאגר מים גדול (איור 4) המנצל חלל קרסטי; החדרים החצובים ובור המים שולבו במבנה הנרחב. המבנה התגלה חתום מתחת לקירות מבנים מן התקופות הרומית הקדומה והמאוחרת. על אחת מרצפות המבנה התגלו באתרם כלי חרס שלמים ומטבעות, המתוארכים למאה הב' ולראשית המאה הא' לפסה"נ. לגילוי השרידים מהתקופה ההלניסטית באתר חשיבות רבה לחקר תולדות ירושלים בתקופה זו, שכן עד כה התגלו בעיר אך מעט שרידי יישוב מהתקופה ובפרט מהמאות הב'–הא' לפסה"נ.
 
התקופה הרומית הקדומה (שלהי ימי הבית השני). שרידים מהתקופה התגלו בכל מקום בו העמיקה החפירה עד לעומק השכבה. בצדו הדרומי-מערבי של שטח החפירה נחשף בעונות הקודמות מכלול אדריכלי גדול, הכולל מרחבים מוארכים להם קומת מרתף וקומת מגורים עליונה. קומת המרתף קורתה בקמרונות, ועל סמך כלי האגירה הרבים שהתגלו בה נראה שהיא שימשה לאחסון. קמרונות המרתף נשאו את רצפות קומת המגורים. בין מפולות המבנה התגלו שרידי פרסקו, המלמדים שהקירות של קומת המגורים היו מעוטרים בצבע.סמוך למבנה מצפון התגלה אגף טהרה רחב ידיים, שהיה חלק אינטגרלי מהמכלול האדריכלי, ובו בורות מים ומקוואות טהרה מטויחים.
בעונת 2011–2012 נחשפו בצדו הצפוני-מזרחי של שטח החפירה שרידים מחלקו הדרומי של מבנה נוסף. חלק מהמבנה נמצא עדיין מתחת לרצפת פסיפס של מבנה מהתקופה הרומית המאוחרת (איור 5). סמוך למבנה התגלה מקווה טהרה, שדפנותיו דופנו באבן וטויחו בכמה שכבות של טיח אפור. באמצע שתי המדרגות העליונות של המקווה נבנתה מחיצה צרה, שנועדה להפריד בין היורדים אל אגן הטבילה טרם טהרתם לבין העולים הטהורים. צמוד למדרגה העליונה של המקווה ממזרח נחשף מתקן מלבני, שנבנה באבני שדה קטנות (איור 6). יש להניח כי המתקן שימש לרחיצת רגלי היורדים למקווה.
מאגר המים מהתקופה ההלניסטית שהתגלה בקרבת מקום הוסב כנראה בתקופה זו לשמש כמערכת מסתור. כחלק משינוי זה נחצב פיר כניסה צר סמוך לפיר המקורי של המאגר שנסתם בשלב זה (איור 7). הפיר החדש לא טויח ובדופנותיו נחצבו שקעים קטנים במרווחים קבועים לעלייה ולירידה בפיר. נראה שבשלב זה ניתן היה להסוות את פתח הכניסה למערכת. הממצא בתוך המערכת כולל כלי חרס רבים, חלקם הגדול כלים שלמים שהתגלו באתרם, ובהם בעיקר קנקנים וסירי בישול (איור 8), וכן כלי ברונזה, מטבעות מימי המרד, שברים של כלי אבן רבים וקורות עץ שרופות.
עקבות חורבנו של היישוב מתקופה זו ניכרים בכל מקום. המטבעות שהתגלו בשני המבנים מתקופה זו ובמערכת המסתור מלמדים כי סופו של היישוב עם נפילתה של ירושלים לידי הרומאים בשנת 70 לסה"נ.
 
התקופה הרומית המאוחרת (המאות הג'–הד' לסה"נ). המקום נותר בחורבנו 150–200 שנה, ולאחר מכן התחדשה באתר הבנייה. במרבית השטח נחשף בעונות הקודמות מבנה עצום מימדים, הכולל חדרים רבים שנבנו מסביב לחצר רבועה גדולה המוקפת בעמודים (איור 9). בעונה זו התבררו כמה דברים בקשר למבנה זה. לשם הקמתו של מבנה כה גדול במדרון השלוחה המשתפל למערב אל גיא הטירופיאון נדרשו פתרונות הנדסיים יצירתיים. בחלקו המערבי של המבנה נבנתה קומת קרקע. הקומה העליונה של המבנה (קומת המגורים) הושתתה בצד המערבי על קומת הקרקע ובצד המזרחי של המבנה ישירות על הסלע, שהיה גבוה בצד זה (איור 10). כך אפשר היה לבנות את קומת המגורים רחבת הידיים במפלס אחד. באגפו המזרחי של המבנה התגלתה עד כה שורה של שישה חדרים. באחד החדרים נחשפה רצפת פסיפס, ובה מסגרת מלבנית התוחמת דגם גיוש בגווני שחור ואדום (איור 5). ממערב לשורת חדרים זו נחשפה חצר מלבנית רחבת ידיים, שנועדה כנראה למתן את העומס בחלק זה של המבנה, במקום בו צונח המדרון בחדות למערב.
התוכנית המורכבת של המבנה והממצא שהתגלה בו מלמדים על אופיו הרומי המובהק. הקמתו של מבנה נרחב ומרשים זה בחלקה הצפוני של שלוחת עיר דוד משקף את התפשטות הבנייה במאה הג' לסה"נ אל חלק זה של העיר. המבנה חרב ברעידת האדמה בשנת 363 לסה"נ. תוצאות החפירות באתר מלמדות כי אין עוד מקום לקביעה שרווחה במחקר שהגבעה הדרומית-מזרחית של ירושלים נותרה מחוץ לתחומי העיר בתקופה הרומית.
 
התקופה הביזנטית. בעונות הקודמות נחשפו שרידי מבנה מנהל גדול ורחוב מרוצף בלוחות אבן. מדרום וממזרח למבנה המנהל נחשף שטח חקלאי רחב ידיים, שחתם תחתיו את שרידי המבנה מן התקופה הרומית המאוחרת. שטח חקלאי זה חולק למדרגות עיבוד מוארכות, המשתפלות לכיוון מערב בהתאמה לטופוגרפיה במקום. מדרגות העיבוד נתמכו בקירות מדרגה ארוכים שנבנו בכיוון צפון–דרום. בתוך המדרגות נערמה אדמה חקלאית (1 מ' גובה בממוצע). בעונת חפירות זו נחפר שטח חקלאי בצדו המזרחי, הגבוה, של האתר. גם כאן נחשף קיר ארוך שתחם מדרגת עיבוד חקלאית שהשתרעה ממזרח לו. ממערב לקיר השתרעה מדרגת עיבוד נוספת, נמוכה יותר (איור 11).
 
התקופה האסלאמית הקדומה. בכל שטח החפירה התגלו שרידים מתקופה זו, ובהם כמה שכבות יישוב, המלמדות על רצף יישובי במקום למן התקופה האומיית ועד לשלהי התקופה העבאסית. תוצאות החפירה מעונה זו הוסיפו מידע על היישוב מהתקופה העבאסית. יישוב זה היה מתוכנן, והוא כלל שטחים פתוחים ושטחים בנויים, ובהם מלאכה זעירה, מתקנים, בורות מים, בורות ספיגה ומערכת של סמטאות (איור 12). היישוב מהתקופה העבאסית נבנה על שרידיו של שוק, שבו נמכרו כלי חרס, כלי עצם, פירות, מיני קטניות, בשר, ביצים, דגים ועוד, כפי שמלמד הממצא בתוך בורות אשפה רבים שהתגלו בשטח.