החפירה נערכה במנהרה תת-קרקעית ('מנהרת התצוגות') סמוך לכניסה למרכז המבקרים של עיר דוד ומתחת לרחוב מעלות עיר דוד. מטרת החפירה הייתה לחבר בין חפירת 'הארמון' שנוהלה לפני כעשור (Mazar 2009) לבין חפירות הכניסה למרכז מבקרים שנוהלו בשנים האחרונות (עוזיאל 2013; Dan-Goor 2018). המנהרה נחפרה בד בבד משני קצותיה. מהלכה של המנהרה מעוגל וחתכה מלבני (כ-5 מ' רוחב, כ-3.5 מ' גובה). הובחנו ארבע שכבות (VII, VI, פוסט VI, V; השכבות הוגדרו על פי המקבילות להן בחפירות הכניסה למרכז המבקרים) היורדות עד לסלע האם ומתוארכות למן התקופה ההלניסטית ועד לתקופה הביזנטית הקדומה. רוב השרידים שנחשפו בחפירה הם המשך השרידים שהתגלו בחפירות של מערך הכניסה למרכז המבקרים (עוזיאל 2013; Dan-Goor 2018).
 
שכבה VII (התקופה ההלניסטית)
בכל שטח החפירה נחשפו מדרגות חצובות מדורגות המלמדות כי במקום פעלה מחצבה (איורים 2, 3). החרסים הקדומים ביותר, שנמצאו על סלע האם במחצבה, מתוארכים לתקופות ההלניסטית והרומית הקדומה. חלקה המערבי של המחצבה נחשף בעבר והתגלה בו ממצא דומה (דן-גור וצ'חנובץ 2020). המחצבה יצאה מכלל שימוש בעת בניית מתקנים מטויחים במהלך התקופה הרומית הקדומה (שכבה VI).
 
שכבה VI (התקופה הרומית הקדומה)
מעל שרידי המחצבה התגלו מתקנים מטויחים הקשורים כנראה במים (איור 4). בחלק הדרומי נחשפה רצפת טיח (L323), הממשיכה מתקן מטויח שהתגלה בחפירות הכניסה למרכז המבקרים (L229; מעל 12 מ' אורך). תחת רצפת הטיח של המתקן נחשפה תשתית אבן הבנויה הישר על סלע האם. הקיר הצפוני של המתקן נחפר בכמה קטעים בגלל יציקת כלונסאות הבטון, שקטעו אותו לשלושה חלקים (236W, 317W, W333). פינתו הצפונית-מערבית של המתקן לא נמצאה וחלקו הדרומי מחוץ לגבולות החפירה. עוד התגלו בחלקו הדרומי של השטח שני קירות היוצרים פינה (W322 ,W332), ששימשו בד בבד עם מתקן 323.
בחלק הצפוני של החפירה נחשף מתקן רבוע ומטויח (L337; 2 × 2 מ', כ-4.5 מ' עומק; איורים 4, 5). חלקו התחתון חצוב בסלע האם וחלקו העליון בנוי. המתקן נמשך צפונה במעין מבואה החסומה בקיר המתוארך לתקופה הרומית המאוחרת. בתוך המתקן התגלו כמויות גדולות של חרסים המתוארכים לתקופה הרומית הקדומה (המאה א' לפסה"נ – 70 לסה"נ). הממצא במתקן דומה לממצא בתוך מאגר (173L) שנחפר בכניסה למרכז המבקרים.
במזרח שטח החפירה נחשפה פינת מתקן נוסף החצוב בסלע (131L), אך מיקומו בגבול החפירה לא אפשר לחשוף אותו במלואו וגם לא לחפור אותו לעומק.
 
פוסט שכבה VI (התקופה הרומית)
מעל שכבת המתקנים מהתקופה הרומית הקדומה נבנו קירות ומתקנים; אין כרגע אפשרות לדעת בוודאות מתי הם נבנו, אך סביר להניח שביטול המתקנים אירע לאחר שנת 70 לסה"נ. נחשף קיר, שכלונסאות הבטון חילקוהו לקטעים (232W, 316W, 334W; איור 6), שנבנה מעל ובתוך מתקן 323 ומבטל אותו. צפונה לו נחשף טבון (L217).
במזרח השטח נחשף מתקן (L326) שנבנה סמוך לאבנים העליונות של קיר קדום (W327). המתקן טויח בכמה שכבות טיח. את חלקו המערבי חותך קיר מהתקופה הרומית המאוחרת.
שכבה זו מייצגת תקופת מעבר בין יציאת המתקנים משימוש, אולי כיוון שלאחר החורבן לא היה צורך בכל כך הרבה מתקני מים, לבין הבנייה המחודשת בראש הגבעה בתקופה הרומית המאוחרת (שכבה V).
 
שכבה V (התקופות הרומית המאוחרת והביזנטית הקדומה)
נחשף המשכו של מבנה מגורים מפואר ('הווילה'; דן-גור וצ'חנובץ 2020), שחלקים ממנו נחשפו בעבר בשלוש החפירות הנזכרות לעיל. אל קירות המבנה ניגשים שני מפלסי חיים ולפיכך הוחלט להפרידם לשתי שכבות משנה: Vb ו-Va.
 
שכבה Vb (התקופה הרומית המאוחרת). בניית הווילה הותאמה לטופוגרפיה בראש הגבעה. במקומות שסלע האם גבוה הקירות הושתתו עליו (למשל, קירות 310W, 313W, 324W; איור 7) ובמקומות שבהם הסלע נמוך יחסית הם נבנו מעל קירות קדומים (למשל, קיר W149 שנבנה על גבי קיר W185 מהתקופה הרומית הקדומה) או מעל קירות יסוד (למשל, קיר W213 שנבנה על גבי קיר יסוד W227). בשני חדרים נחשפו שתי רצפות טיח (L335 ,L322), שיוחסו לשלב הקדום של הווילה, שתוארך לפי הממצא הקרמי לתקופה הרומית המאוחרת.
 
שכבה Va (התקופה הרומית המאוחרת–הביזנטית הקדומה). בחפירות הקודמות נחשפו בחלק מחדרי הווילה מעל רצפות שכבה Vb כמה רצפות פסיפס מרשימות (איור 8). חלקן לבנות (L171 ,L166; Dan-Goor 2018) וחלקן לבנות ומעוטרות (עוזיאל 2013: איור 3). בחפירה הנוכחית נחשף קטע של רצפת פסיפס (1.2 × 2.0 מ'), חלקה לבנה ועל חלקה עיטור בשלושה צבעים (איורים 9, 10). הפסיפס המעוטר נמשך מזרחה אל מחוץ לגבולות החפירה. לפי הממצאים ניתן לתארך שכבה זו לתקופות הרומית המאוחרת–הביזנטית הקדומה (המאה הד' לסה"נ). חלקים נוספים של הווילה נחשפו בעבר ('בית אבזביוס'; Macalister and Duncan 1926:89–91 וכן Mazar 2009:87).
 

החפירה במנהרה הוסיפה מידע לתמונה הארכיאולוגית המתקבלת מחפירות הכניסה למרכז המבקרים. חשיפת רצפת הפסיפס המרשימה של שכבה Va מעידה על רמת העושר של התושבים בתקופות הרומית המאוחרת–הביזנטית הקדומה. גם השרידים מהתקופה הרומית הקדומה משלימים את שכבת מתקני המים המרובים שנחשפו בחפירות השכנות. מתקני המים הרבים בראש גבעת עיר דוד מעידים על צורך רב במים לעולי הרגל הרבים שהגיעו לירושלים בעיקר בחגים (Dan-Goor 2018). השרידים מתקופה זו בנויים הישר על סלע האם או אף חצובים לתוכו. הבנייה הרבה מהתקופה הרומית הקדומה והמחצבה מהתקופה ההלניסטית לא הותירו שרידים מהבנייה של תקופת הברזל.