Надымский городок расположен в дельте реки Надым на острове, искусственно сформированном культурными слоями различных периодов.

В 1916 году на руинах Надымского городка побывал сотрудник Тобольского губернского музея Г.М. Дмитриев-Садовников. Он описал городок, картографировал, сфотографировал и собрал небольшую коллекцию артефактов.  Из этой информации и схемы месторасположения стало очевидно, что речь идет о том же городке, который в своё время описал Г.Ф. Миллер.

В 1976 году Надымский городок был обследован сотрудником Ленинградского отделения Института археологии АН СССР Л.П. Хлобыстиным. В результате проведенных работ была собрана большая коллекция предметов, составлен план и произведена фотофиксация памятника.

С 1998 года по настоящее время археологической экспедицией под руководством О.В. Кардаша на Надымском городке проводятся комплексные исследования памятника, включающие:

• Археологические исследования, которые имеют свою специфику в изучении поселений с замёрзшим культурным слоем.
• Историко-архивные исследования включили в себя работу в архивах Москвы, Санкт-Петербурга и Тобольска. Было выявлено более двадцати картографических и письменных источников, имеющих прямое отношение к истории Надымского городка.
• Дендрохронологические исследования подразумевали взятие и датировку образцов древесины. Соединение археологических данных с современными позволило построить обобщённые дендрохронологические ряды протяженностью до 1100 лет.
• Палеоантропологические исследования: в ходе раскопок были обнаружены останки 14 индивидов – жителей городка, были определены их пол, возраст, перенесённые ими заболевания.
• Археозоологические исследования: в результате работ получено 124 000 остеологических единиц. Кости принадлежат 17 видам млекопитающих, 29 видам птиц и 14 видам рыб. Было выявлено, что Надымский городок был, в основном, зимним населённым пунктом, большую часть занятий населения составляли охота на северного оленя и пушной промысел. Летом жители покидали городок, следуя за стадами дикого северного оленя.
• Палеоботанические исследования: карпологический анализ культурного слоя Надымского городка не выявил семян и плодов культурных растений; обнаружены семена таких съедобных растений, как морошка, княженика, рябина, черёмуха и жимолость, произрастающих в окрестностях городка. Было выявлено, что надымцы не собирали брюкву, клюкву, кедровые орехи.
• Этнологическое исследование сочетало полевое этнографическое исследование коренного населения реки Надым, изучение специальной литературы и систематизацию опубликованных источников. Итогом работ стало воссоздание этнической истории населения Надымского района.

В итоге за 10 лет исследований был практически полностью исследован культурный слой середины XVI – первой трети XVIII вв. на площади 750 кв. м мощностью до 2,0 м. Раскопаны остатки оборонительно-жилого комплекса – сооружения в форме овала, вытянутого по оси «северо-запад – юго-восток» размерами 80×40 м, включавшего несколько функциональных зон оборонительно-жилого, хозяйственно-бытового, торгово-гостевого и ритуального назначения. В центре площадки, располагалась жилая зона – комплекс построек внутри оборонительного сооружения общими размерами 35×20 м. Его планировка на период с XVI по первую треть XVIII вв. реконструируется как четырёх-, позднее, шестиквартальное сооружение с единой кровлей, включавшее, в разные периоды, от 12 до 18 построек различной конструкции (архитектуры) и назначения (жилые, хозяйственные). Жилой комплекс опоясывала искусственно сформированная терраса, участки которой имели разное функциональное назначение. На южной части террасы выявлен ритуальный комплекс, включавший кострище, окружённое двумя концентрическими кругами из черепов и рогов оленя, а так же предметами вооружения. При раскопках собрана коллекция изделий из дерева, кости, кожи, ткани, керамики, цветных и чёрных металлов и камня – общей численностью около 6 000 предметов. Материалы комплексного исследования позволяют определить Надымский городок периода XVII – первой трети XVIII вв. как независимый военно-политический центр, зимнюю резиденцию вождя Большой Карачеи - военно-политического объединения (туземного «княжества»), включавшего несколько самостоятельных территориальных общин, располагавшихся в бассейнах рек Надым, Пур и вдоль южного побережье Обской губы.

На сегодняшний день, начаты исследования слоёв XIII-XV вв. В результате получены первые данные, свидетельствующие об основании Надымского городка славяно-финским населением. Одним из доказательств этой гипотезы являются особенности архитектуры Надымского городка, характеризующиеся как русские. Появление таких традиций логично связывать с периодом освоения Севера Сибири населением Северо-Восточной Европы и, в первую очередь, Новгорода Великого. Сейчас о новгородском продвижении по европейскому и сибирскому Северу мы можем говорить не только на основе немногочисленных документальных источников, но и археологических и ставить проблемы дальнейшего изучения. Уже сейчас мы вполне правомерно можем выделить ранние этапы освоения Северо-западной Сибири. Первый этап хронологически определить в рамках XII–XIV вв. и назвать «новгородским этапом» освоения Нижней Оби. Судя по вещевому комплексу, очевидно, что население было неоднородным, аборигены, без сомнения присутствовали и проживали в городке. Вместе с тем, часть вещевого комплекса находит прямые аналогии в вещевых комплексах Северо-Восточной Европы, причём именно эти предметы были изготовлены на территории городка непосредственно жителями и не могли являться предметом торга. Несомненно, на основе анализа вещевого комплекса  и архитектурных строений гипотеза о европейском происхождении основателей Надымского городка требует дальнейшей верификации с помощью антропологических данных.

Материалы Надымского городка – важный источник не только для изучения этногенеза аборигенных народов Севера. Новые данные позволяют рассматривать его, как особо ценный и значимый источник по истории русского государства. Ключевой для раскрытия и понимания истории раннего и позднего периодов колонизации Сибири, не имеющих достаточного числа письменных источников.