Tarixçi Abbasqulu ağa Bakıxanovun “Gülüstani-İrəm” əsərində bu abidə Qaraköpəktəpə və Taxtı-Tavus adları ilə qeyd olunub. XIX əsr tarixçisi Mirzə Adıgözəl bəyin “Qarabağnamə” əsərində də Qaraköpəktəpənin adı bir neçə dəfə çəkilir və elmi məlumatlar verilir. Daha sonra burada araşdırmanı alman mənşəli həvəskar arxeoloq E.A.Resler, sonra isə Moskva İmperator Arxeoloji Cəmiyyətinin üzvü aparıb. Tədqiqat nəticəsində rus arxeoloqu abidənin ölçüsünü dəqiq müəyyən edib. Amma onların tədqiqatları sistemli olmayıb. Qaraköpəktəpə uzun zaman arxeoloji abidə kimi diqqətdən kənarda qalıb. Bundan başqa, hər iki tədqiqatçı təpəni səhv olaraq kurqan-qəbir abidəsi hesab edib. Məhz bu səbəbdən uzun müddət Qaraköpəktəpə elmi ədəbiyyatda kurqan kimi qeyd olunub.

1964-cü ildə arxeoloq Qüdrət İsmayılzadənin rəhbərliyi altında abidə ətrafında elmi tədqiqatlar başlayıb. Bu araşdırma 1980-ci illərin sonunadək davam etdirildi. Əldə edilən qənaətlər abidə haqqında əvvəlki təsəvvürləri tam şəkildə dəyişdi. Arxeoloji tədqiqatlar abidənin e.ə. V minillikdən b.e.-nın XVIII əsrinə kimi yaşayış yeri olduğunu müəyyən edir. Burada aşkar edilən ən qədim saman qatışıqlı gil qabların Eneolit dövrünə (e.ə. IV-II minilliklər) aid olduğu təsdiqlənib. Tədqiqatçıların fikrincə, tapıntıların bir hissəsi Kür-Araz mədəniyyəti dövrünü əks etdirir. Bundan başqa, təpənin üst qatlarında son tunc, erkən dəmir və antik dövrlərə aid mədəniyyət nümunələri tapılıb.

Qazıntılar zamanı İlk Tunc dövrünə aid 7 m qalınlığında mədəni təbəqənin olduğu müəyyənləşdirilmişdir. Ən qədim məmulatlar Eneolit dövrünə (e.ə.IV-II minilliklər) aid edilir (saman qatışıqlı gil qablar). Tapıntıların bir hissəsi Kür-Araz mədəniyyəti dövrünə aiddir. Qaraköpəktəpənin üst qatlarında Son Tunc,Erkən Dəmir və Antik dövrlərə aid mədəniyyət nümunələri əldə edilib.Azərbaycanda Antik dövrə aid yaşayış yeri ilk dəfə Qaraköpəktəpədə aşkar edilib.

Orta Tunc dövrünün mədəni təbəqəsinin qalınlığı 2,5 m-ə çatır. Bu yaşayış yeri müdafiə divarı ilə əhatə olunmuşdur. Yaşayış yerinin sakinləri oturaq həyat tərzi keçirir, əkinçilik və maldarlıqla məşğul olur, ətrafın otlaq sahələrindən istifadə edirdilər. Yaşayış yerində dulusçuluq, toxuculuq və başqa sənət sahələri inkişaf etmişdi.

Ümumilikdə, Qaraköpəktəpədən tapılmış daş alətlər dən daşları, sürtgəc, bülöv daşları, qurama oraq dişləri, obsidian lövhələr və s. maddi-mədəniyyət qalıqlarından ibarətdir. Keramika, başlıca olaraq qara cilalı, müxtəlif formalı qabların parçaları ilə təmsil olunmuşdur. Gil məmulatı arasında ocaq qurğuları, təkər modeli, iy başlıqları və başqa əşyalar da olmuşdur. Gildən hazırlanmış əşyalar içərisində toppuz başı və metalişləmədə işlədilən butə qalıqları diqqəti cəlb edir. Tədqiqat zamanı sümükdən həzırlanmış əmək alətləri də aşkar edilmişdir.

İlk Tunc dövrünə aid təbəqənin alt qatlarında dairəvi formalı iki bina qalığı aşkar olunmuşdur. Bu təbəqədə ocaq qurğularının qalıqlarına, gil qab parçalarına, daş və sümük alətlərə rastlanmışdır. Gil qabların bir qismi yapma və spiralvari qazma ornamentlə naxışlanmışdır. Ornamentlərin bir qrupu dairəvi düyməciklər və batıqlardan ibarətdir. Belə naxışlar I Kültəpə, II Kültəpə, Göytəpə və digər abidələrdən bəllidir.

İkinci qazıntı sahəsində böyük çay daşlarından, həmçinin yonulmamış əhəngdaşı parçalarından tikilərək, gil məhlul ilə bərkidilmiş divar qalıqları ortaya çıxarılmış və bu divarların dördkünc formalı yaşayış binasına aid olduğu müəyyənləşdirilmişdir. Binaların içərisindən təsərrüfat və məişət əşyalarının qalıqları, o cümlədən İlk Tunc dövrü üçün xarakterik olan əmək alətləri, keramika və sümük əşyalar da əldə edilmişdir.

İlk Tunc dövrünə aid təbəqənin alt qatlarında dairəvi formalı iki bina qalığı aşkar olunmuşdur. Onlardan birinin əsas hissəsi qazıntı sahəsindən kənarda qalmışdır. İkinci binanın diametri 6,85 m- dir. Binaların tikintisində qaba yonulmuş daş parçaları və çay daşlarından istifadə edilmişdir. Binalarda içərisi çay daşlarından qurulmuş ocaqlar da olmuşdur. Bina divarların salamat qalmış hissəsinin eni 40 sm, hündürlüyü 30- 40 sm- dir.

İkinci binanın içəri tərəfində dördkünc formalı artırma düzəldilmişdir. Binanın divarları da iri qaya parçalarından hörülərək, gil məhlulu ilə bərkidilmişdir. Divarların eni 65 sm, hündürlüyü 80 sm-dir. Binanın yaxınlığında iri daş parçaları döşənmiş sahə və bu sahə boyunca uzunluğu 2,8 m olan divar aşkar olunmuşdur. Daş döşənmiş sahədən bir qədər aralıda iri daş parçalarından və çay daşlarından iki sıra ilə işlənmiş, uzunluğu 4,8 m olan divar qalığı olmuşdur.

Qaraköpəktəpənin üst qatlarında, birinci qazıntı sahəsində böyük, çoxotaqlı evin qalıqları aşkar edilmişdir. Evin divarları iri həcmli əhəngdaşı parçalarından tikilmişdir. Bütün otaqlar dördkünc formalı olub, bir- birindən qalın divarla ayrılmışdır. Divarlar bəzi yerlərdə 1m hündürlüyündə qalmışdır. Otaqların döşəməsi bərk torpaq layından ibarətdir. Burada qızarmış torpaq qatını kül və kömür qalıqları örtmüşdür. Bu yaşayış kompleksinin yaxınlığında daşla döşənmiş sahənin olduğu müəyyən edilmişdir. İkinci qazıntı sahəsində böyük çay daşlarından, həmçinin yonulmamış əhəngdaşı parçalarından tikilərək, gil məhlul ilə bərkidilmiş divar qalıqları ortaya çıxarılmışdır. Bu divarların dördkünc formalı yaşayış binasına aid olduğu müəyyənləşdirilmişdir.