罗通山城早在解放前已进行了调查，在 1958 年吉林师大编写的《柳河县志》当中也有简略的记载。详细的调查是在 80 年代进行的，当时山城的西城北门已局部清理。山城是西城和东城相结合的构造，遗迹留存得比较完好的是西城。西城还保留城墙、城门、蓄水池和将台等遗迹，存有陶器、铁器、瓷器、铜钱等文物。这些文物的时代大致可分为高句丽时期和辽金时期。
2006年末至2009年对罗通山城的城墙、城门、城内台地进行了较大范围的考古发掘，发现了大量遗迹、遗物。
2006年对罗通山城进行的调查中考古队对山城的城池结构以及地貌特征有了初步的认识，并对西城的城墙进行了小规模解剖，初步了解到:城墙外侧是由罗通山自产的石灰岩稍加修整后，随山势砌筑而成，墙体整齐有规则，墙面平整。其墙基建筑在山体的岩石之上，略微向内倾斜，在石块缝隙之间有小块石塞缝，以确保城墙的坚固。现存17层外墙砌石。外侧墙体的基部有护坡，是用土夹碎石夯筑而成，高有1米。西墙的内侧则没有外侧规律，只是将石块撬起后，搬砌摆筑在外墙后，再对原有的山体稍加修整，砌筑有两至三层石块，与外侧墙体合筑成现有的城墙。城墙现存宽度有3～4米，保存状况良好，发掘面积16平方米。
2007年考古队对罗通山城西城内进行全面钻探，对山城内龙潭北部台地以及所谓“南门”遗址、西北角楼进行正式发掘。西城龙潭北侧台地分别发现房址3处，其中1处保存完好，2处遭到破坏。保存较好的房址形制为半地穴式，呈簸箕状，北依山势而建，门向南开。共发掘面积1100平方米。所谓“南门”址仅是城墙倾颓后的豁口，城墙的建筑是连续的，没有发现城门，可以确定“南门”不是城门遗址。对西城的西北角楼的考古发掘，没有发现任何角楼基址的痕迹，仅发现一处红烧土的遗迹，没发现任何遗物，此处怀疑是烽火旧址，发掘面积40平方米。
2008年发掘北门西侧台地，发现房址12处。其中，最大的一处房址的火炕就有11米长。所有的房址均依山势而建。从火炕的形制与走向可以看到，12座房址排列有序，发掘区域内是呈三排自南向北分布。发掘面积1090平方米。同时，在龙潭北侧台地又发现一处完整房址，与2007年所发现的完整房址如出一辙，二者相距仅10余米。此次发掘的房址位于东侧。发掘面积80平方米。出土的文物小件有铁器、陶器、瓷器、玉器、铜钱等。铁器中有链、矛、刀、铜钉、凿、甲片、锅、鼎等；陶器有壶、盆、罐、碗、颤等；玉器有环、珠；瓷器有瓶。通过出土遗物的分析，罗通山城的文物储量较大，时代跨度有青铜、高句丽、宋金等时期。
罗通山城位于柳河县城东北25公里的罗通山镇与圣水镇交界的罗通山顶部。山城构筑在罗通山中部海拔906米的主峰上。由相连的东西两城组成，周长约7.8千米。西城周长3 737米，平面呈不规则四边形。除西墙南段和南墙东段以悬崖绝壁为自然城垣之外，其余部分则随山势起伏以石块垒砌。东城构筑简单，城垣多以自然山脊为壁，只有低凹处垒砌短墙，形制不规则，周长3475米。筑城所用石材均系罗通山所产石灰岩，经人工修整成较规则的石条，城垣保存较好，除城门两侧外多为单面墙，砌筑方式为先将山脊略加平整，以块石或楔形石修砌墙体外侧石面，中间用不规则条形石、梭形石及碎石填压。表层石面平整，大小石材交互使用，层层压缝咬合，构筑严谨。2006年初，罗通山城保护项目经国家文物局批准正式列入高句丽遗存保护后续项目。
