Με βάση τα δεδομένα από την αρχαιολογική έρευνα, στην πόλη διαπιστώνεται οικοδομική δραστηριότητα από τις αρχές του 5ου αιώνα π.Χ. Σποραδικά κινητά ευρήματα υπάρχουν και από πρωϊμότερους χρόνους, όπως κεραμική και λίθινα τέχνεργα της Τελικής Νεολιθικής περιόδου και της πρώιμης Εποχής του Χαλκού, δύο αγγεία υστέρων Μυκηναϊκών χρόνων καθώς και κεραμική Γεωμετρικών χρόνων. Οι γνώσεις μας για τη ζωή κατά την Εποχή του Σιδήρου στην περιοχή της Παλαιόπολης είναι ελάχιστες, η ποιότητα όμως της λιγοστής κεραμικής, τοπικής και εισηγμένης, υποδεικνύει την ύπαρξη εγκατάστασης, αναπτυγμένης στην πλαγιά ήδη από τον 9ο αιώνα, ενταγμένης στα εμπορικά δίκτυα της εποχής. Γύρω στο 700 π.Χ. η περιοχή πιστεύεται ότι δέχθηκε τους κατοίκους των γεωμετρικών οικισμών του νησιού και κυρίως αυτών της Ζαγοράς και της Υψηλής, που είχαν εγκαταλειφθεί, ο μεν πρώτος ολοσχερώς, ενώ ο δεύτερος εν μέρει.

​

          Η αρχαία πόλη είχε εξαπλωθεί, χωρίς συγκεκριμένο σχέδιο, σε μεγάλη έκταση στην πλαγιά, και διέθετε ισχυρό τείχος, το οποίο σε αρκετά σημεία διατηρείται σε καλή κατάσταση, σε ύψος που ξεπερνά τα 4 μ. Η ακρόπολη βρισκόταν στο ύψωμα, όπου το εξωκκλήσι του Αγίου Δημητρίου. Στο χώρο αυτό το τείχος αγκάλιαζε το φυσικό πλάτωμα, καμπυλούμενο στα ανατολικά και δυτικά προς τη θάλασσα (νότια). Στο μέσο της βόρειας πλευράς σώζεται σε μεγάλο ύψος ένας τετράγωνος πύργος. Στη συνέχεια τα δύο σκέλη, το δυτικό και το ανατολικό, κατευθύνονται προς τη θάλασσα, βαθμιαία απομακρυνόμενα μεταξύ τους. Το δυτικό σκέλος έχει εντοπισθεί στη μεγαλύτερη έκτασή του. Κατευθύνεται προς νότον έως τη μικρή χερσόνησο της «Κατατομής», που κλείνει από τα δυτικά την παραλία της Παλαιόπολης, και κατέληγε στο βυθισμένο στις μέρες μας δυτικό τμήμα της λιμενικής κατασκευής, προστατεύοντας και τη λεκάνη του λιμανιού. Το ανατολικό σκέλος ανοίγει και αυτό βαθμιαία, καθώς κατευθύνεται προς τη θάλασσα. Κατέληγε στην παραλία, στα ανατολικά των εκβολών του χειμάρρου Κόμβου. Το τείχος χρονολογείται στον 4ο αιώνα π.Χ.

​

          Η οχυρωμένη περιοχή της πόλης ήταν περίπου τετρακόσια στρέμματα, οι ζωτικοί όμως χώροι ήταν αρκετά περιορισμένοι. Η μορφή της πόλης υπαγορεύθηκε από τη διαμόρφωση του εδάφους και ήταν διαρθρωμένη σε τέσσερις ζώνες. Η έντονη κατωφέρεια του εδάφους κατέστησε απαραίτητη την κατασκευή πολλών ανδήρων (αιμασιών), που κλιμάκωναν όπως και σήμερα την απότομη πλαγιά, δημιουργώντας εκτάσεις καλλιέργειας, βοσκής και δόμησης. Το κέντρο της πόλης, η αγορά, βρισκόταν σε άμεση γειτνίαση με το λιμάνι στην επίπεδη έκταση μπροστά στην παραλία, στα δυτικά του χειμάρρου. Υψηλότερα στην πλαγιά, δίπλα στον χείμαρρο, υπήρχε περιοχή με σημαντικά κτήρια και απέναντι προς τα ανατολικά πρέπει να αναζητηθεί το θέατρο. Δυτικότερα εκτεινόταν μια οικιστική περιοχή, στραμμένη προς τα νοτιοανατολικά, προς τη θάλασσα, προφυλαγμένη από το βορρά. Μια ακόμη ζώνη εντοπίσθηκε προς την περιοχή της ακρόπολης.

​

          Η αρχαία Άνδρος ήταν μια ευημερούσα πόλη, που έλεγχε το νησί έως τους Παλαιοχριστιανικούς χρόνους και διατηρήθηκε έως περίπου τα μέσα του 7ου αιώνα μ.Χ.