Preziose sono le testimonianze offerte dalle indagini svolte dagli archeologi nell’area adiacente alla chiesa parrocchiale negli anni Sessanta del secolo scorso e nel 2012. Gli scavi hanno portato alla scoperta di una tomba rivestita di lastre di marmo attribuibile ai tre martiri Canziani, uccisi nel 304 d.C.; hanno anche dimostrato che ben presto, già nel IV secolo d.C., fu qui eretta una basilica in loro memoria. Due secoli dopo, a questa si sovrappose un edificio di culto più ampio, decorato da un prezioso mosaico policromo di cui si conservano alcune parti. Le indagini hanno inoltre rivelato una realtà precedente alla tomba dei martiri: dalla prima età imperiale romana in questo luogo esisteva una lussuosa villa, forse appartenente proprio alla famiglia dei Canzi, tenutaria di possedimenti nel territorio.
Alcuni degli antichi manufatti rinvenuti nel sito sono esposti nell’Antiquarium collocato a lato della Parrocchiale. Esso custodisce anche reperti provenienti dal luogo, poco distante, dove fu sepolto e ricordato Proto, il precettore dei tre fratelli Canziani che assieme a loro trovò la morte.
Gli oggetti esposti rievocano il passato di San Canzian d’Isonzo, dapprima come importante centro romano e poi, dal IV secolo d.C. come sede di culto martiriale. Attirano in particolare l’attenzione gli splendidi frammenti di mosaico, appartenenti per lo più al pavimento policromo a disegno geometrico che ornava la basilica martiriale dei Canziani nella sua seconda fase costruttiva.

Recentemente (estate 2023), a seguito della procedura di verifica propedeutica all’opera di riqualificazione della piazza Ss Canziani Martiri, gli scavi hanno riportato in luce la muratura meridionale della cosiddetta basilica paleocristiana, i relativi piani pavimentali e alcuni lacerti musivi, accertando così la presenza di diverse strutture successive alla basilica. Nel corso dell’ampliamento dell’area di scavo è stata inoltre scoperta una necropoli paleoslava con sepolture risalenti al IX e X secolo, che custodivano i resti di 35 persone.