Việc nghiên cứu, khai quật khảo cổ Tháp đôi Liễu Cốc lần này góp phần xác định rõ quy mô, kết cấu, tính chất, niên đại của di tích. Quá trình khai quật đã cho mở rộng và nối thông các hố khai quật lại với nhau tạo thành 1 hố lớn, bao quanh nền móng kiến trúc tháp Bắc. Toàn bộ quy mô, mặt bằng, kết cấu nền móng, đế tháp và phần còn lại của thân tháp Bắc đều được làm xuất lộ.
Trong lúc khai quật đã thu được nhiều loại vật liệu kiến trúc, trang trí kiến trúc, các mảnh bia và phù điêu đá, đồ gốm men, đồ sành, đồ đất nung và tiền kim loại. Đáng chú ý là có đầu tượng dạng phù điêu, tạo tác một mặt từ đá phiến màu xám tím, thể hiện đầu tượng Phật với kích thước còn lại 20cm, rộng 15cm, dày 10cm, niên đại thế kỷ XI -XII. Một vật có giá trị nữa là đồng tiền tròn, lỗ tiền vuông.
Qua kết quả khai quật và quan sát bề mặt hiện trạng, các nhà nghiên cứu khẳng định, bước đầu chỉ xác định được 2 đền tháp chính trong di tích, không thấy dấu hiệu của đền tháp thứ 3.
Ông Nguyễn Ngọc Chất, Phó Trưởng Phòng Nghiên cứu sưu tầm, Bảo tàng Lịch sử quốc gia cho biết: “Trong đợt nghiên cứu này, chúng tôi phát hiện ra những trang trí bằng đá, thay đổi nhận thức mà trước nay chúng ta cho rằng Liễu Cốc thì xây đơn thuần bằng gạch thuần nhất thôi thì ở lần này phát hiện ra đá, phát hiện ra phù điêu tượng Phật và bia ký... Qua đó cho thấy rằng, tháp đôi Liễu Cốc là giai đoạn cuối của thế kỷ IX là giai đoạn đầu của phong cách Đồng Dương".