המיזם בחורבת בית לויה הוא פרויקט ארוך טווח ורב תחומי, המשלב תיעוד טכנולוגי מתקדם, סקר רגלי, סקר אווירי באמצעות רחפנים הנושאים מצלמות מולטי ספקטקולריות ותרמיות, מיפוי שטח, סריקת תלת-ממד של תת-הקרקע בעזרת LiDAR וחפירות מצומצמות של כמה אתרי מפתח. שטח המחקר (כ-22 קמ״ר) משתרע בשפלת יהודה ותחום בתל מרשה בצפון, באמציה ובחורבת קצרה בדרום, בנחל מרשה במערב ובגדר ההפרדה במזרח.
החפירה בחורבת עמודה נערכה במבנה נרחב (57 × 75 מ׳; איורים 1, 2) שזוהה בסקר באמצעות רחפן. המבנה נחפר בחלקו, והובחנו בו שלושה שלבי בנייה (IIII), המתוארכים לסוף המאה הד׳ וראשית המאה הג׳ לפסה"נ. המבנה חרב במחצית הראשונה של המאה הב׳ לפסה"נ. נראה כי זהו מבנה מנהלתי תלמי–אדומי, הכולל אזורים פולחניים-טקסיים, ששירת את תושבי האזור ושלט על הדרך הראשית שלרגלי נחל מרשה.
 
שלב I (סוף המאה הד׳–ראשית המאה הג׳ לפסה"נ). לשלב הקדום יוחס מבנה מלבני ('המקדש הקטן'; 132W, 141W, 200W, 201W; כ-7 × 14 מ'), שנחשף בצפון-מערב שטח החפירה. הוא נבנה בכיוון צפון-מערב–דרום-מזרח מאבני גזית צרות מסותתות היטב שהונחו בשיטת ראש ופתין (איור 3). המבנה השתמר לגובה שני נדבכים, ובהם נדבך יסוד שנבנה ישירות על סלע אם. חלק מהאבנים, הן הראשים והן הפתינים, סותתו בסיתות שוליים עם זיז גס. רצפת המבנה לא השתמרה. אל קצהו הדרומי של קיר 132 נסמכות שתי אבני ראשים; נראה שאף לקצהו הדרומי של קיר 200 נסמכו שתי אבנים דומות (החפירה טרם הושלמה). נראה כי אבני ראשים אלה הן בניית antae, הטיפוסית לחזיתות של מקדשים בתקופה ההלניסטית. הבנייה המרשימה והייחודית של המבנה מלמדת כי היה לו שימוש פולחני, אולי מקדש. במבנה התגלה ממצא קרמי דל המתוארך לתקופה ההלניסטית, הכולל שבר של כלי מיובא מטיפוס West Slope Ware.
 
שלב II (המאה הג׳ – המחצית הראשונה של המאה הב׳ לפסה"נ). בשלב זה נבנה מתחם רבוע גדול ('המתחם הראשי'; כ-45 × 50 מ׳), הכולל חצר גדולה קטורה ומסביבה חדרים. בחלקו הצפוני של המתחם, התחום בקיר (123W) לכל אורכו, נחשפה שורת חדרים קטנים ומדרום להם מסדרון ארוך שנפתח כנראה אל החצר. קיר 123 נצמד אל הפן החיצוני של קיר 141 של 'המקדש הקטן'. נראה שגם ממערב וממזרח לחצר הייתה שורה של חדרים קטנים.
בחלקו הדרומי של המבנה נחשף גרם מדרגות רחב (218W; כ-15 מ' אורך), המוליך לדרום-מזרח אל שורה של שלושה אולמות, הנתחמים בקיר (100W), וצמוד אליהם מדרום, ממזרח וממערב נבנו חדרים קטנים (איור 4). גרם המדרגות נבנה על קיר יסוד רחב (642W) והשתמרו ממנו שלוש מדרגות; ייתכן שהמדרגה העליונה נשאה סטילובט. קיר 100 נבנה בשיטת ראש ופתין, אם כי שונה מזו של המקדש הקטן. הקיר כולל שורה אחת של תאים קטנים, התחומים בלוחות אבן (ר' איור 4), ובתוכם מילוי של אבני שדה קטנות. נראה כי חלק מהלוחות הצפוניים של התאים נשדדו או שנעשה כאן שימוש משני באבני 'המקדש הקטן'. בחלק מהחדרים הקטנים נחשפו רצפות טיח פשוטות. באחד החדרים התגלו שברים של לפחות חמש אמפורות המתוארכות למאה הג׳ או לראשית המאה הב׳ לפסה"נ. זוהי תגלית מפתיעה לאור הכמות הדלה של ממצא קטן שהתגלה במתחם כולו. בחדר אחר בדרום-מזרח המבנה התגלו שרידים של שני מתקנים מטויחים (737L, 748L), ששימושם עדיין לא התברר.
תכנית החלק הדרומי של המבנה מזכירה את חדר המבוא (pronaos), החלל המרכזי (naos) והחלק האחורי (opisthodomos) של מקדש הלניסטי. החצר והמבנה הדרומי הצמוד לה בנויים בכיוון כללי צפון–דרום, בדומה למקדש הקטן, אך הקשר ביניהם עדיין לא ברור.
 
שלב III (סוף המאה הג׳ [?] לפסה"נ עד ערב מרד החשמונאים). לאחר הקמת המתחם הראשי, נוספה שורת חדרים (124W, 146W, 202W) ממזרח לקיר המזרחי של המתחם משלב II. ייתכן שבשלב זה נבנתה גם שורת חדרים (620W, 707W) ממערב לקיר המערבי של המתחם, אך נדרשת חפירה נוספת על מנת לקבוע הן את אופי הבנייה הן את הכרונולוגיה בחלק המערבי של המבנה. על אף שבכמה מקומות נראה בבירור שקירות החדרים ממזרח וממערב נסמכים אל הפן החיצוני של קירות המתחם משלב II (147W, 732W, וקצותיו המערבי והמזרחי של קיר 123), בשלב זה אין לדעת בוודאות האם חדרים אלה נוספו למתחם הראשי כבר בשלב בנייה II או שהם נבנו בזמן מאוחר יותר.
לשלב זה יוחסו שתי במות בנויות, האחת בפינה הצפונית-מזרחית של המבנה (143W; איור 5) והאחרת בפינה הדרומית-מזרחית של המבנה (733W; איור 6). לרגלי במה 143, במילוי מעל סלע האם, התגלה מכלול כלים, ובהם פכיות, אונגנטריה ושני מקטרי אבן, האחד מעוטר בדמות של שור העומד בחזית מקדש. המכלול תוארך לסוף המאה הג׳ או ראשית המאה הב׳ לפסה"נ. אל במה 733 הוליך פתח, שנבנה במרחק כמטר אחד ממזרח לה משתי אבנים צרות וביניהן רווח צר. במילוי שנסמך לבמה מדרום התגלה שבר מזבח אבן לא מעוטר. אפשר שבמות אלה שימשו במות פולחן.
נראה כי בשלב זה 'המקדש הקטן' יצא משימוש, פורק כמעט עד ליסוד וכוסה חלקית בשכבה מהודקת ומפולסת של אדמה ואבני מפולת. שכבה דומה זוהתה בשאר חלקי המתחם, אך היא לא ביטלה קירות.
 
גודלו הנרחב של המבנה, שיטות הבנייה המרשימות ושרידים המיוחסים לפולחן מלמדים כי היה זה מרכז פולחני-מנהלתי ששירת את תושבי האזור הכפרי. לצד במות הפולחן והכלים הטקסיים שנמצאו לצדן, בולטים בהיעדרם כלי יום-יום מחרס, כגון כלי בישול והגשה. המתחם נוסד בשלהי ימי בית תלמי, המשיך לשמש את התושבים האדומים תחת שלטון בית סלאוקוס ויצא כנראה משימוש לקראת מרד החשמונאים, 163 לפסה"נ. בשל הכמות הדלה של הממצא הקטן, נראה כי המתחם ננטש במכוון על ידי השלטון המקומי לקראת בואם של החשמונאים, שכנראה החריבו אותו במהלך המרד. תמונה דומה התבהרה גם בחורבת בית לויה הסמוכה: נטישת האתר במהלך מרד החשמונאים ולא, כפי שהיה מקובל לחשוב, על ידי יוחנן הורקנוס עשרות שנים מאוחר יותר.