Οι πιο παλιές μαρτυρίες ανθρώπινης δραστηριότητας στην περιοχή του αρχαιολογικού χώρου Καλλίθηρου προέρχονται από δύο σωστικές ανασκαφικές έρευνες στις θέσεις «Ραγάζι» και «Βρύση», όπου βρέθηκαν πρόχειρες αρχιτεκτονικές κατασκευές και κεραμικά αντικείμενα που μπορούν να χρονολογηθούν στη Mέση Εποχή Χαλκού.

Στο λόφο του Αγ. Αθανασίου βρισκόταν η ακρόπολη των ελληνιστικών χρόνων, ενώ η πόλη αναπτυσσόταν στο πεδινό τμήμα προς τα Β, ΒΔ. Την πόλη περιέβαλε οχυρωματικός περίβολος, ο οποίος έχει εντοπιστεί σε αρκετά σημεία σε οικόπεδα ιδιωτών. Το αρχαίο τείχος έχει εν μέρει αποκαλυφθεί. Οι παρειές του τείχους, εσωτερική και εξωτερική, είναι κτισμένες με μεγάλους γωνιόλιθους από ασβεστόλιθο σε ύψος περίπου 1.20μ., σε δύο ή τρεις σειρές, ενώ η ανωδομή του πιθανόν συνέχιζε με πλιθιά. Το πλάτος του κυμαίνεται από 1.90 έως 2.70μ.. Το εσωτερικό του τείχους συμπληρωνόταν με χώμα, κομμάτια ακατέργαστων λίθων και κροκάλες. Τμήματα των πύργων του τείχους έχουν εντοπιστεί στο ΒΑ και ΒΔ τομέα της αρχαίας πόλης.

Στο εσωτερικό της αρχαίας πόλης, παράλληλα προς το τείχος, αποκαλύφθηκαν τμήματα δύο αρχαίων δρόμων που ακολουθούν την πορεία του. Το πολεοδομικό σχέδιο της πόλης φαίνεται πως βασιζόταν στη δημιουργία οικοδομικών τετραγώνων με τη χάραξη τεμνόμενων δρόμων. Σώθηκαν λείψανα οικιών των οποίων οι τοίχοι ήταν λιθόκτιστοι, η ανωδομή από ωμά πλιθιά, τα δάπεδα από πατημένο χώμα ή βότσαλο και η στέγη με μεγάλες κεραμίδες.

Αξιοσημείωτο εύρημα αποτελεί η αποκάλυψη μιας αυλής οικίας που έχει στοά από ξύλινους κίονες και ένας πήλινος κιονίσκος με συμφυές ιωνικό κιονόκρανο, ενός δωματίου με πολλά πιθάρια, καθώς και οικοδομικών λειψάνων δημόσιου κτιρίου, ίσως λουτρού, με δύο δώματα και υπόστυλο χώρο.

Εκτός από τα αρχιτεκτονικά κατάλοιπα, από τα οποία ορισμένα είναι και σήμερα ορατά και επισκέψιμα, όπως τμήμα του τείχους, αρχαίος αναλημματικός τοίχος και δύο από τους δρόμους του αρχαίου οικισμού, έχουν βρεθεί και πολλά κινητά αντικείμενα, όπως πήλινος κιονίσκος περιρραντηρίου, πήλινο αποτύπωμα κεφαλής νέου, χρυσό μετάλλιο με κεφάλι Γοργούς, λυχνάρια, νομίσματα (όπως του Αντιγόνου Γονατά, βασιλιά της Μακεδονίας και του Κοινού των Θεσσαλών), κ.ά.. Επίσης, στο Καλλίθηρο βρέθηκε από ιδιώτες και παραδόθηκε στην Εφορεία Αρχαιοτήτων της Λάρισας ένα εξαίρετο κτέρισμα τάφου, ένας χάλκινος αμφορέας με καπάκι.

Από την εξέταση των ανασκαφικών στοιχείων φαίνεται πως η πόλη καταστράφηκε από φωτιά πιθανότατα ως αποτέλεσμα εχθρικής επιδρομής περί το 230 -220 π. Χ. Η αρχαία πόλη στο Καλλίθηρο συνέχισε να κατοικείται μέχρι και τον 1ο αι. π. X.



Τα νεκροταφεία της αρχαίας πόλης αναπτύχθηκαν έξω από τα τείχη, προς τ? ανατολικά και νότια του οικισμού. Από τις ανασκαφικές έρευνες διαπιστώθηκε ότι οι τάφοι ήταν απλοί λάκκοι, κεραμοσκεπείς, κιβωτιόσχημοι ή λίθινες και πήλινες σαρκοφάγοι. Οι ταφές κάλυπταν χρονικά όλη τη διάρκεια ύπαρξης του οικισμού.

Στα κτερίσματα των τάφων συγκαταλέγονται αγγεία, κοσμήματα, αντικείμενα με λατρευτικό χαρακτήρα, όπλα, νομίσματα του 4ου ? 1ου αι π.Χ. και διάφορα άλλα ευρήματα.

Στην κτηματική περιοχή του Δημοτικού Διαμερίσματος Ραχούλας (Ζογλόπι), 5 χλμ. νότια του αρχαίου οικισμού στο Καλλίθηρο, υπάρχει ένας τύμβος που υψώνεται 7.50 μ. περίπου από το έδαφος και πιθανότατα σχετίζεται με τον αρχαίο οικισμό. Η ανασκαφή του που βρίσκεται σε εξέλιξη, αποκαλύπτει την ύπαρξη θολωτού τάφου, η θόλος του οποίου έχει καταρρεύσει. Στη γύρω περιοχή και στη θέση «Παλιοκλήσια» έχουν αποκαλυφθεί αρκετοί κιβωτιόσχημοι και κεραμοσκεπείς τάφοι των κλασικών χρόνων (μέσα 4ου αι. π. Χ.).

Νοτιοανατολικά του Καλλίθηρου, στη θέση «Ξινόβρυση», σε απόσταση 2χλμ. εντοπίστηκε ένας ρωμαϊκός τάφος του 3ου αι. μ. Χ. Είναι κτιστός, καμαροσκέπαστος, έχει τετράγωνη κάτοψη και φαίνεται πως δεν χρησιμοποιήθηκε. Από τα αρχαιολογικά στοιχεία προκύπτει ότι η οροφή του έπεσε πριν από τη χρήση του.

Γύρω από τον τάφο έχει δημιουργηθεί άλσος δώδεκα στρεμμάτων, δίνοντας τη δυνατότητα ενός ανοικτού αρχαιολογικού χώρου.