Материалы исследований Успенского собора во время археологических раскопок тысячи девятьсот пятьдесят-два года свидетельствуют: «Исследование сохранившейся внутренней штукатурки показало отсутствие следов древней штукатурки с фреской или следов подготовки под мозаику, которая, по свидетельству исторических источников, здесь была. Штукатурка на большинстве внутренних фрагментов оказалась двухслойной. Нижний слой очень толстый – до 12 см на кованых гвоздях и с большим количеством угля в виде специально обожженных веточек, служивших каркасом и для облегчения веса. Второй слой – тонкий – 1-1,5 см – известковой штукатурки с подготовкой под масляную живопись. Первый слой характерен для XVII – нач. XVIII в., а второй принадлежит к концу XIX в.». «Исследование стен в процессе разборки руин (1962-63 гг.) показало, что древняя штукатурка с фреской сохранилась фрагментарно только под закладкой проемов северной стены… В настоящее время ясно, что почти вся штукатурка XI века и более поздних эпох была сбита в конце XIX века и заменена новой известковой штукатуркой”[125].

Раскопки Руин Успенского собора в 1962-63 гг. установили: «Древнее ядро памятника трехнефный, трех-апсидный, шестистолпный храм. Нартекс отделен стеной, связанной с западной парой столбов – пилонов. Северная и южная межапсидные стены связаны с восточной парой пилонов. Основные габариты плана древней части памятника: длина по центральной оси восток-запад 35,57 м, внутренняя длина – 32,97 м, ширина по оси юг-север – 24,30 м, внутренняя ширина 21,62 м.

Основная толщина стен 130-135 см. Пилоны крестообразной формы с размером ветвей 130×58-60 см.

Габариты подкупольного пространства в основании пилонов – 8,60 х 8,63 м.

Пристройкой пристроек южных, северных и лестничных клеток с запада, габариты памятника были увеличены в южном направлении на 9,5 м, а в северном – на 11,15 м, в западном на 8.5 м».

Раскопки 1962-63 гг. свидетельствуют: «На большей части площади древнего ядра… в притворе северного придела и в лестничных клетках сохранились полы из метлахских плиток, сделанные во время большого ремонта 1893 года. Плитки уложены на цементном растворе по кирпичному и бетонному основанию. На площадке паперти у западного входа пол настелен плитами из черного гранита. Также из гранита. но из красного выполнена солея и ступени солеи, проходящие через все три нефа. Уровень покрытия солеи на 42-45 см выше уровня пола нефов.

Подпольные устройства выполнены для калориферного отопления. Они представляют систему каналов: кирпичными стенами и сводами, в которых проложены отопительные трубопроводы… От основных каналов отходят кирпичные каналы – рукава, подходящие к уровню пола, где они завершаются чугунными решетками, через которые нагретый воздух поступал в собор.

… В алтарных частях памятника сплошные подполья, связанные с ходовыми каналами. Подполья перекрыты кирпичными сводиками по металлическим балкам».

Предварительными исследованиями руин было установлено следующее:

• фундаменты в эпицентре взрыва отсутствуют. В радиусе до 8-10 м от эпицентра взрыва фундаменты сохранились частично;
• фундаменты в радиусе более 10 м сохранились почти полностью;
• фундаменты ХУІІ-ХУИН веков вообще имеют достаточную прочность материала;
• надземная часть Успенского собора сохранилась в виде отдельных полуразрушенных стен высотой от 0,5 до 8,0 метров. Все стены имеют наклон от 10 до 250 мм. Арки и своды разрушены полностью.

«Престол (главного алтаря) смонтирован на металлическом каркасе и облицован серебряными позолоченными плитами – остатки от престола 1755 г.« К сожалению, от престола остались лишь фрагменты, найденные в 1953 г. Среди руин… приятное впечатление производит „орнаментальная кайма“ оправы престола, трактованная в духе украинского шитья»[32].

При раскопках февраля 1963 г. Полтава обустроила жертвенник, судя по надписям. Именно из жертвенника главного алтаря: «В пристройке Иоанна Крестителя обнаружен 2-х камерный ящик с серебряной утварью и посудой для причастия, кисточки в металлической оправе, оклад престола и т.д., медные позолоченные часы, облицовка жертвенника… в центре облицовки – рельефная композиция «Крещение».

При археологических раскопках 1962- 63 гг. были найдены почти все элементы облицовки жертвенника.