По инициативе дирекции Института археологии АН УССР и руководства Украинского общества охраны памятников истории и культуры в 1974—1976 и 1979 гг. были осуществлены первые опыты археологического изучения Змиевых валов под руководством автора настоящей книги.
В ходе работ определилась методика полевого изучения этих специфических памятников археологии. Для получения сведений об устройстве валов, размерах и форме сопровождавших их рвов делались поперечные разрезы с помощью траншей шириной в среднем 1 м, длиной 12—20 м. Это позволило почти во всех случаях определить не только первоначальную ширину валов, но и применить метод исчисления примерной их высоты. Реже в местах обнаружения следов пожара закладывались раскопы для горизонтальной расчистки обугленных конструкций.
Современные размеры, форма валов и рвов фиксировались путем нивелировки поверхности и составления графических профилей. Впервые начато также составление крупномасштабных планов валов в районах работ экспедиции.
За четыре коротких экспедиционных сезона, общей продолжительностью менее 4,5 месяцев, были проведены разведки и раскопки валов на р. Здвиж в Макаровском р-не, в междуречье Стугны — Плиски в Васильковском р-не, вала по левому берегу Днепра в Киевской и Черкасской областях с обследованием городищ по левому берегу Днепра и разведкой вала и городищ по правому берегу Суды. Кроме рекогносцировок и картографирования валов был выполнен большой объем земляных археологических работ с помощью 12 траншей и 7 раскопов. Археологические материалы указывали на древнерусское происхождение Змиевых валов. Стало очевидным, что датировка образцов угля, взятых А. С. Бугаем из валов, определена неверно.
Итоги работы экспедиции показали, что Змиевы валы вполне перспективны для археологических исследований, которые не могут быть подменены никакими другими методами. Учитывая усилившееся разрушение этих памятников. Институт археологии АН УССР продолжил их изучение.
В течение 1980—1985 гг. в Киевской, Черкасской, Житомирской и Полтавской областях проведены разведки и раскопки валов по рекам Бобрица, Рось, Ирпень, в междуречьях Ирпеня — Унавы, Днепра — Тетерева, Роси — Гуйвы, а также продолжены исследования валов по левому берегу Днепра, Суле, Стугне, в междуречье Стугны—Ирпеня. За 18 месяцев экспедиционных работ сделано 84 разреза валов и в 14 местах проведены их раскопки,
Новые находки, конструктивные особенности валов, входившие в линии городища, и другие данные подтвердили древнерусский возраст Змиевых валов Среднего Поднепровья. Такой датировке не противоречат и анализы проб угля и грунта из валов радиоуглеродным и палео-магнитным методами.
Закончено картографирование сохранившихся валов в масштабе 1 : 100000. Составлены также крупномасштабные (1:5000) планы отдельных отрезков валов и целых валов с фиксацией частных особенностей их конфигурации, взаимосвязи с рельефом местности; сняты также аналогичные планы на окончаниях валов, где они быстрее подвергаются разрушению. Эту работу пришлось выполнять путем кропотливой глазомерной съемки, так как на большинстве лесных участков валы покрыты труднопроходимой густой растительностью и не просматриваются в геодезические приборы, а на распахиваемых полях обнаружение их остатков доступно лишь после снятия урожая. Планы выполнены автором в ходе разведок и раскопок валов с точностью, достаточной для пользования ими как историческим источником.