Οι αρχαίοι Γόμφοι βρίσκονται κατά το μεγαλύτερο μέρος στη θέση «Επισκοπή» Μουζακίου του Νομού Καρδίτσας και εν μέρει σε κοινοτικές εκτάσεις του Παλαιομονάστηρου και σημερινών Γόμφων του Νομού Τρικάλων. Μαζί με την Τρίκκη, την Πέλιννα και τη Μητρόπολη αποτελούσαν την «τετράδα Εστιαιώτιδα». Η πόλη ιδρύθηκε τον 4ο π.Χ. αιώνα από συνοικισμό κωμών σε "θεατροειδή" χώρο ενός μακρόστενου υψώματος που σήμερα ορίζει τα όρια των Νομών Καρδίτσας και Τρικάλων. Έλεγχε τις δύο εισόδους από τη θεσσαλική πεδιάδα προς την αρχαία Αμβρακία (’ρτα) και την χώρα των Αθαμάνων. Ο Πάμισος ποταμός φαίνεται πως όριζε την αρχαία πόλη στα ΝΑ.

Ο Φίλιππος Β΄, βασιλιάς της Μακεδονίας, ενίσχυσε το κτίσιμο της νέας πόλης. Έκοψε νομίσματα με την επιγραφή "Φιλιπποπολιτών" και για μικρό χρονικό διάστημα η πόλη έφερε το όνομα "Φίλιπποι ή Φιλιππόπολις". Μετά το 330 π.Χ. η πόλη εμφανίζεται με το παλιό της όνομα Γόμφοι. Οι Γόμφοι έκοψαν δικά τους νομίσματα, τα οποία έφεραν τις επιγραφές ΓΟΜΦΕΩΝ ή ΓΟΜΦΙΤΟΥΝ στη θεσσαλική διάλεκτο. Στις παραστάσεις διακρίνεται ο Ζευς - Παλάμνιος ή Ακραίος. Στους αρχαίους Γόμφους λάτρευαν και τον Διόνυσο Κάρπιο, που υποδήλωνε την καλλιέργεια της αμπέλου.

Επειδή οι αρχαίοι Γόμφοι έλεγχαν την διάβαση προς την Αθαμανία και την Ήπειρο, αρκετές φορές υπέστησαν πολιορκίες και καταστροφές. Έτσι το 198 π.Χ. κατέλαβε την πόλη ο Αμύνανδρος, βασιλιάς των Αθαμάνων, με τη βοήθεια των Ρωμαίων, στη συνέχεια ο Φίλιππος Ε΄ της Μακεδονίας, το 191 - 185 π.Χ. και αργότερα, το 48 π.Χ., ο Ιούλιος Καίσαρας στον εμφύλιο πόλεμο με τον Πομπήιο.

Από τις φιλολογικές πηγές και τα ανασκαφικά στοιχεία διαπιστώνεται ότι η πόλη των Γόμφων υπήρχε τον 6ο μ. Χ. αι., οπότε ανακαινίστηκε το τείχος της από τον Ιουστινιανό.

Ήδη από τη δεκαετία του 1960 είχε ερευνηθεί τμήμα του τείχους από τους Δ.Ρ. Θεοχάρη και Αγγ. Λιάγκουρα. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες στην περιοχή των αρχαίων Γόμφων, έχει διενεργηθεί μεγάλος αριθμός σωστικών ανασκαφών, είτε λόγω της καλλιέργειας των αγρών, είτε με αφορμή την κατασκευή δημοσίων έργων, είτε εξαιτίας αρχαιοκαπηλικής δραστηριότητας.

Κατά τη διάρκεια της έρευνας καθαρίστηκε η εξωτερική παρειά του τείχους, αποκαλύφθηκε τμήμα μεγάλου δημόσιου κτιρίου, τμήμα μεγάλης οικίας των ρωμαϊκών χρόνων, καθώς και τάφοι του νότιου νεκροταφείου της αρχαίας πόλης.