Η παρουσία του ανθρώπου στα Μάλια κατά την Νεολιθική εποχή (6000-3000 π.Χ.) μαρτυρείται μόνο από όστρακα (τμήματα πήλινων αγγείων). Η κατοίκηση στην περιοχή υπήρξε συνεχής από τα μέσα της 3ης χιλιετίας ως το τέλος της προϊστορίας. Εντοπίσθηκαν σπίτια προανακτορικού οικισμού (2500-2000 π.Χ) κάτω από το ανάκτορο και ταφές της ίδιας εποχής κοντά στη θάλασσα. Γύρω στα 2000-1900 π.Χ. πρωτοκτίζεται το ανάκτορο. Ο ήδη ισχυρός οικισμός, από τον οποίο σώζονται συνοικίες γύρω από το ανάκτορο, μετατρέπεται σε ανακτορικό κέντρο-πόλη. Το ανάκτορο καταστρέφεται γύρω στα 1700 π.Χ και ανοικοδομείται γύρω στα 1650 π.Χ., στην ίδια θέση και με το ίδιο βασικό σχέδιο του παλιού, ενώ λίγες αλλαγές έγιναν 50 χρόνια αργότερα. Η καταστροφή του νέου ανακτόρου σημειώθηκε την ίδια εποχή με την καταστροφή των άλλων μινωικών κέντρων, στα 1450 π.Χ. περίπου. Μικρή περίοδος ανακατάληψης υπήρξε τον 14ο-13ο αιώνα π.Χ. Στην περιοχή "Μάρμαρα" υπάρχουν εκτεταμένα ερείπια οικισμού ρωμαϊκών χρόνων και βασιλική του 6ου αιώνα.

Ο Αγγλος ναύαρχος Th. Spratt που ταξίδεψε στην Κρήτη στα μέσα του 19ου αιώνα αναφέρει την εύρεση φύλλων χρυσού στη θέση "Ελληνικό Λιβάδι". Ο Ιωσήφ Χατζηδάκης ξεκίνησε δοκιμαστικές ανασκαφές το 1915, στο λόφο "΄Αζυμο" αποκαλύπτοντας το νότιο μισό της δυτικής πτέρυγας του ανακτόρου και τάφους στην παραλία, αλλά διέκοψε τις εργασίες. Τελικά η Γαλλική Αρχαιολογική Σχολή Αθηνών ανέλαβε και διεξήγαγε τις ανασκαφές, οι οποίες με διακοπές συνεχίζονται έως και σήμερα στο ανάκτορο, τις συνοικίες της πόλης και τις νεκροπόλεις της παραλίας. Οι σχετικές με τις ανασκαφές δημοσιεύσεις και μελέτες υπάρχουν στη σειρά ETUDES CRETOISES από το 1928, ενώ ολοκληρωμένες δημοσιεύσεις έκαναν οι Η. Van Effenterre και O. Pelon. Τα ευρήματα των ανασκαφών εκτίθενται στο Μουσείο Ηρακλείου ενώ μερικά άλλα βρίσκονται στο Μουσείο Αγίου Νικολάου.