Trước đó, ngày 2/12/2017, các nhà nghiên cứu và sinh viên Khoa Lịch sử (Trường Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn) đã bắt đầu tổ chức khai quật ba hố với 150m2, tại di tích Đền Huyện thuộc địa bàn xã Xuân Giang, huyện Nghi Xuân. Qua khai quật, đã phát hiện nhiều hiện vật gồm vật liệu kiến trúc, gốm men, đồ sứ, đồ sành, gốm thô, tiền đồng... có niên đại từ thế kỷ I-II trước Công nguyên đến thế kỷ XVII-XVIII. Sự xuất hiện của các loại gốm thô cho thấy ngay từ những thế kỷ I-II trước Công nguyên, nơi đây là một điểm tụ cư của cư dân thời sơ sử. Những phát hiện này cung cấp manh mối cho việc nghiên cứu giai đoạn Tiền sơ sử khu vực Nghi Xuân và khu vực Đền Huyện, là nơi cư trú của các cộng đồng cư dân dọc bên hữu ngạn sông Lam thế kỷ I-II trước Công nguyên.

Qua khai quật cho thấy, sự tập trung đậm đặc của các loại vật liệu kiến trúc thời Đường cùng nhiều loại hình đồ gốm men. Trong đó, sự góp mặt của loại bình 6 quai cho thấy, dưới thời thuộc Đường tại Đền Huyện đã từng tồn tại những công trình kiến trúc lớn. Sự xuất hiện của kiến trúc lớn tại đây dưới thời thuộc Đường cho thấy vị thế địa chính trị, địa kinh tế quan trọng của địa điểm này trong lưu vực sông Lam và chính là nguyên nhân các thời Lý, Trần, Lê sau này tiếp tục chọn, xây dựng các công trình kiến trúc ở đây. 

Các loại hình hiện vật khai quật được ở Đền Huyện cũng cho thấy các kiến trúc thời Trần tại đây được trang trí theo phong cách hoàng cung với các đề tài trang trí như hình rồng, lá đề... thể hiện tính vương quyền và tư tưởng của Phật giáo. 

Thạc sỹ Nguyễn Văn Anh, Khoa Lịch Sử (Trường Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn), Trưởng đoàn khảo cổ cho biết: "Kết quả khai quật bước đầu phát hiện một số dấu vết kiến trúc cũng như một số di vật của thời Trần cho đến thời Lê. Kết quả của việc khai quật lần này sẽ mở ra cơ hội để có thể tìm hiểu kỹ hơn và làm rõ các giá trị lịch sử, văn hóa của di tích Đền Huyện mà chúng tôi cho rằng đây là một di tích rất quan trọng". 

Trong Thư tịch và văn bia cho thấy Đền Huyện xưa được gọi là miếu Tam Tòa Đại vương và gọi tắt là miếu Tam Tòa. Miếu còn được gọi theo tên địa danh là miếu Tả Ao, bởi miếu được xây dựng tại xã Tả Ao trước đây. Tam Tòa không có nghĩa là 3 tòa nhà như một số người giải thích mà là Thánh hiệu của Minh Uy Vương Lý Nhật Quang. 

Thời gian tới, Hà Tĩnh sẽ có kế hoạch bảo vệ nghiêm ngặt khu di tích Đền Huyện và xây dựng tài liệu đề nghị Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch công nhận là di tích quốc gia.