Ο αρχαιολογικός χώρος αποτελεί το νοτιότερο τμήμα μιας άγνωστης σήμερα παλαιοχριστιανικής πόλης που καταλάμβανε τη βόρεια κλιτύ ενός λόφου ανατολικά της ακρόπολης της αρχαίας Αλόπης, στη θέση «Αγία Αικατερίνη» του Δήμου Δαφνουσίων. Η πρώτη ανασκαφική έρευνα στην περιοχή διενεργήθηκε από τον Αν. Ορλάνδο το 1929, όταν λαθρανασκαφές που πραγματοποιήθηκαν από τους ντόπιους προς αποκάλυψη εικόνας της Αγίας Αικατερίνης οδήγησαν στην αποκάλυψη και μερική καταστροφή της αψίδας μιας παλαιοχριστιανικής βασιλικής. Η ανασκαφική έρευνα του 1929 έφερε στο φως το κύριο τμήμα της βασιλικής, δηλαδή το ναό που ήταν τρίκλιτος με προεξέχον εγκάρσιο κλίτος και το νάρθηκα. Εργασίες καθαρισμού και συντήρησης των ψηφιδωτών δαπέδων πραγματοποιήθηκαν στα 1966, 1969, 1970 υπό την εποπτεία του Π. Λαζαρίδη.

Οι ανασκαφικές έρευνες στην περιοχή επαναλήφθηκαν με αφορμή τις εργασίες κατασκευής του νέου κλάδου της εθνικής οδού Αθηνών - Θεσσαλονίκης και έφεραν στο φως το υπόλοιπο τμήμα του λατρευτικού συγκροτήματος, δηλαδή το μνημειακό πρόπυλο, το αίθριο καθώς και τα βόρεια και νότια προσκτίσματα.

Σε απόσταση 50 μ. νοτιοδυτικά της βασιλικής αποκαλύφθηκε μέρος ενός μεγάλου οικοδομήματος με πρόσοψη στην κεντρική οδό που οδηγούσε στο προαύλειο της βασιλικής.

Σε απόσταση 100 μ. δυτικότερα αποκαλύφθηκε τμήμα μεγάλου λουτρικού συγκροτήματος, πιθανότατα δημόσιου χαρακτήρα, που δεν ανασκάφτηκε πλήρως.

Η χρονολογία που προτάθηκε από τον Αν. Ορλάνδο για την ίδρυση της βασιλικής είναι τα τέλη του 4ου ή οι αρχές του 5ου αι. μ.Χ. Ανάλογη χρονολόγηση μπορεί να προταθεί και για το ΝΔ οικοδόμημα. Και τα δυο κτίσματα γνώρισαν φάσεις επισκευών και παρήκμασαν από τα τέλη του 6ου αι. Σύμφωνα με τα μέχρι σήμερα ανασκαφικά δεδομένα, ολόκληρος ο οικισμός φαίνεται να εγκαταλείφθηκε μέσα στον 7ο αι. και δεν κατοικήθηκε ποτέ ξανά. Αυτός είναι πιθανότατα και ο λόγος που το τοπωνύμιο της παλαιοχριστιανικής πόλης δεν διατηρήθηκε. Η σημερινή ονομασία, βασιλική Δαφνουσίων, δόθηκε στο μνημείο από τον πρώτο ανασκαφέα.