五年来，在精确测量和考古地理信息系统的支撑下，通过大范围勘探和小规模试掘的方法，复探了“一号古城”，经勘探、试掘确定了“二号古城”“三号古城”，在三号古城内发掘确定了多座大型宫殿建筑，同时开展了白渠、郑国渠的勘探试掘，确定了二者的走向与位置。
一号、二号古城
2013年考古队复探了1980-1981年考古勘探的南墙、西墙，并在局部地段发现了城址北墙，编号为“一号古城”。勘探确定城址南北2430米，东墙暂未发现，据现有考古资料，城址东西至少约1900米左右。考古发掘资料显示，一号古城为秦汉时期。
在寻找一号古城东墙过程中，在一号古城中部发现东西向墙基，其向东延伸至石川河边北折后被石川河冲断，东西长约3100米左右。西端向北折后延伸至石川河岸，南北长约3800米左右，编号为“二号古城”。2013年对二号古城西墙、南墙进行解剖发掘，在西墙墙基中出土五铢铜钱，据此判断二号古城的上限不早于武帝元狩五年（公元前118）。在南墙解剖发掘中，发现城南环城路被新莽墓葬破坏，表明城址大体的废弃时间不晚于汉末新莽时期。
三号古城
在勘探二号古城西墙过程中，在二号古城西墙向西约1500米左右发现较大面积夯土建筑遗存，编号为“三号古城”。2017年勘探发现前后两期北墙、西墙，前期北墙已探出东西长440、西墙南北长180米，后期北墙已探出东西长105、西墙南北长200米。
栎阳城遗址三号古城2017年发掘遗迹
三号古城北墙以南、西墙以东勘探发现由南向北编号为一号至四号建筑的四个大型夯土建筑台基。在一号建筑南发现边长100米见方的大型院落，其南发现大面积的红烧土和瓦砾分布，通过2016、2017年发掘，确定该区域为手工业生产区。为确定勘探发现的三号古城中建筑遗存的时代、形制与性质，从2014年春开始，考古队对相关建筑遗存进行小面积发掘。
栎阳遗址三号古城三号建筑遗址（上北下南）
发掘确定，一号建筑南北宽22.3、二号建筑南北宽11米、残高0.5-0.8米，台基外立面局部保留白灰墙皮。在三号建筑夯土台基内清理出半地下建筑。在四号建筑中发现浴室、壁炉遗迹，在五号建筑发现浴室及与浴室地漏相连的管道、渗井等排水设施。这是在中国考古史上发现的最早的最完备的王室最高等级的洗浴设施。在四号建筑北侧清理出两两成对的四个大灶，这也应是中国考古史上首次发现的王室级御膳房建筑设施。
