Ανασκαφικές έρευνες στην περιοχή της Αγίας Ρουμέλης πραγματοποιήθηκαν τα έτη 1959 και 1970. Η πρώτη έρευνα, στα ανατολικά του ποταμού έφερε στο φως τάφους κυρίως κλασικών και ελληνιστικών χρόνων, οικιστικό πυρήνα ρωμαϊκών χρόνων και οχυρωματικά έργα.

Η δεύτερη διενεργήθηκε από την Αρχαιολογική Υπηρεσία στη θέση «Γιαλός», δυτικά του ποταμού, εκεί όπου τελικά ανοικοδομήθηκε ο σύγχρονος οικισμός Αγία Ρουμέλη. Αποκαλύφθηκαν πιθοταφές του 7ου και 6ου αιώνα π.Χ. και τάφοι ελληνιστικών και ρωμαϊκών χρόνων. Συγκεντρώθηκε μεγάλος αριθμός πήλινων κτερισμάτων, ειδωλίων και αγγείων, ανάμεσα στα οποία ξεχωρίζουν οι κρητικές πυξίδες του 6ου αιώνα π.Χ. και τα εξάλειπτρα της ελληνιστικής περιόδου.

Τα ευρήματα αυτών των τάφων πιστοποίησαν την οργανωμένη κατοίκηση στην περιοχή από τα τέλη του 8ου ή τις αρχές του 7ου αιώνα π.Χ. Η Τάρρα κατά την αρχαϊκή εποχή είχε εμπορικές επαφές με περιοχές της νοτιοκεντρικής Κρήτης, το ανατολικό Αιγαίο, τη Ρόδο, την Κόρινθο και την Αττική. Επιπλέον, ήδη από τον πρώιμο 6ο αιώνα π.Χ. είχε σημαντικές σχέσεις με πόλεις της Βόρειας Αφρικής, όπως η Ταύχειρα της Κυρηναϊκής (σημερινή Τόκρα της Λιβύης) και η Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου. Στο δίκτυο των θαλάσσιων δρόμων, που ακολουθούσαν τα εμπορικά φορτία από και προς τη Βόρεια Αφρική, η Τάρρα λειτουργούσε ως ενδιάμεσος σταθμός. Πιθανότατα, διέθετε λιμενικές εγκαταστάσεις που σήμερα δεν σώζονται λόγω του μεγάλου σεισμού του 365 μ.Χ., ο οποίος οδήγησε στην ανύψωση της δυτικής Κρήτης από 3,5 μέχρι 8μ. κατά τόπους. Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες η ακτογραμμή στην Αγία Ρουμέλη υπολογίζεται ότι ανυψώθηκε μέχρι 6μ. περίπου. Πάντως, μεταξύ 3ου ή 4ου αιώνα μ.Χ. φαίνεται ότι η πόλη σταδιακά εγκαταλείπεται, την περίοδο που άλλαξαν πορεία οι εμπορικοί δρόμοι που ενίσχυαν από αιώνες την οικονομία της.