Οι ανασκαφές των τελευταίων χρόνων στην περιοχή της πόλης των Χανίων έχουν φέρει στο φως αρκετά λείψανα όλων των χρονολογικών φάσεων του μινωικού πολιτισμού (περίπου 3650-1070 π.Χ.) στον παραλιακό λόφο "Καστέλι" και τη γειτονική συνοικία "Σπλάντζια", σε δύο σημεία στην καρδιά της Παλιάς Πόλης. Η καλύτερα σωζόμενη φάση ανάγεται στα νεοανακτορικά χρόνια, σφραγισμένη κάτω από το παχύ στρώμα της καταστροφικής πυρκαγιάς του τέλους της περιόδου (περ. 1425 π.Χ.).

Την πληρέστερη εικόνα μας δίνει η ελληνοσουηδική ανασκαφή στην πλατεία Αγίας Αικατερίνης. Σε έκταση 550 τ.μ. και σε βάθος 2 μ. αποκαλύφθηκε ολόκληρη η κάτοψη οικίας, τμήματα τριών άλλων, στενοί δρόμοι και μία μικρή πλατεία. Στην ίδια περίοδο ανήκουν 100 περίπου θραύσματα της Γραμμικής Α΄ γραφής, που περιέχουν καταγραφές γεωργικών προϊόντων και απογραφές ατόμων και ζώων. Μαζί με μεγάλο αριθμό πήλινων σφραγισμάτων και δισκίων, μαρτυρούν τη λειτουργία ενός εξελιγμένου συστήματος διοικητικής οργάνωσης που είχε σχέση με τη συγκεντρωτική οικονομία του οικισμού.

Στη νεοανακτορική περίοδο χρονολογείται και τμήμα εκτεταμένου συγκροτήματος της Κυδωνίας που αποκαλύφθηκε στις νοτιοανατολικές υπώρειες του λόφου Καστέλι, στη Σπλάντζια. Σε αυτό ανήκουν πολύθυρες αίθουσες, φωταγωγοί, άδυτο ή "δεξαμενή καθαρμών", μεγάλη αυλή, εντυπωσιακή λίθινη υπαίθρια εξέδρα, χώρος πυράς με σφάγια και εσχάρα - βόθρο και σειρά υπόγειων δωματίων. Τα παραπάνω χαρακτηρίζουν το οικοδόμημα ως ιερό χώρο, δηλαδή ένα αστικό ή και ανακτορικό Ιερό, αν εντάσσεται στο ανακτορικό συγκρότημα της Κυδωνίας του 1600 π.Χ. Το συγκρότημα καταστράφηκε στο τέλος της Υστερομινωικής ΙΒ περιόδου, ταυτόχρονα με την καταστροφή της μινωικής εγκατάστασης στο λόφο Καστέλι.

Κατά την Υστερομινωική ΙΙΙ περίοδο (1400-1100 π.Χ.) η πόλη των Χανίων παρουσιάζει εντυπωσιακή ευημερία, ειδικά τον 14ο και 13ο αιώνα π.Χ. Εξαιρετικά σημαντικό γεγονός υπήρξε η ανεύρεση πινακίδων με Γραμμική Β΄ γραφή που χρονολογούνται στο 1300 π.Χ. (ΥΜ ΙΙΙΒ1). Οι πινακίδες υποδηλώνουν συγκεντρωτική διοικητική οργάνωση και πολύ πιθανόν ανακτορική εγκατάσταση. Ο μινωικός οικισμός στο λόφο Καστέλι καταστρέφεται και εγκατελείπεται τελικά στην Υστερομινωική ΙΙΙΓ περίοδο (περ. 1190-1070 π.Χ.).

Αρχιτεκτονικά λείψανα χρονολογημένα στη γεωμετρική περίοδο και πρώιμη αρχαϊκή (1050-650 π.Χ.) έχουν επισημανθεί ελάχιστα μέχρι σήμερα στην πόλη παρά το πλήθος της αντίστοιχης κεραμικής, η οποία προέρχεται κυρίως από αρχαίους λάκκους απορριμμάτων. Εξαίρεση αποτελεί τμήμα ζωφόρου ναού των αρχών του 7ου αιώνα π.Χ., που δεν σώθηκε.

Από την κλασική Κυδωνία προέρχεται μεγάλος αριθμός ευρημάτων κεραμικής που σταδιακά εμπλουτίζει τα δεδομένα για την περίοδο και τις σχέσεις της πόλης με την Αττική και άλλες περιοχές. Τα οικοδομικά λείψανα της ελληνιστικής πόλης αποκαλύπτονται αποσπασματικά, αλλά παρέχουν τα στοιχεία για την πολεοδομική οργάνωσή της. Η ακρόπολη βρισκόταν στο λόφο Καστέλι. Μέρος του δομικού της υλικού έχει ενταχθεί στο βυζαντινό τείχος. Εργαστηριακοί χώροι έχουν εντοπιστεί στα νότια και δυτικά της πόλης, δείγματα των οποίων διατηρούνται επισκέψιμα. Τμήμα του υπόσκαφου υδραγωγείου εντοπίστηκε στα νότια της πόλης. Από την περίοδο της Ρωμαϊκής εποχής έχουν ανασκαφεί τμήματα οικιών και λουτρών με εντυπωσιακά ψηφιδωτά δάπεδα του 3ου αι. μ.Χ., μερικά από τα οποία εκτίθενται στο Μουσείο Χανίων.

Η νεκρόπολη της Κυδωνίας παρουσιάζει διαχρονική συνέχεια από τη μεσομινωική περίοδο μέχρι το τέλος της αρχαιότητας. Απλώνεται στα ανατολικά, τα νοτιοανατολικά και τα δυτικά της πόλης και σε μεγάλο τμήμα της χρησιμοποιήθηκε η ίδια έκταση για την Υστερομινωική ΙΙΙ, την υστεροκλασική και την πρώιμη ελληνιστική περίοδο. Στη μινωική περίοδο επικρατεί ο τύπος του λαξευτού θαλαμωτού. Χαρακτηριστικά δείγματα έχουν διατηρηθεί επισκέψιμα κάτω από σύγχρονες οικοδομές. Στους ιστορικούς χρόνους κυριαρχεί ο τύπος του κιβωτιόσχημου τάφου,αλλά έχουν βρεθεί και πολλοί λαξευτοί με ένα ή περισσότερους θαλάμους. Εντυπωσιακός είναι ο τύπος του λαξευτού με πολλούς θαλάμους που συνδέει την ελληνιστική Κυδωνία με την Αλεξάνδρεια και διατηρείται σε υπόγειο οικίας.