Filitosa a failli rester ignoré. En 1946, le propriétaire du terrain, Charles-Antoine Cesari, signale des pierres dressées enfouies sous le maquis, que l’on prend alors pour les restes d’un ancien couvent. Il prévient l’archéologue Roger Grosjean en 1954. Les fouilles qui s’ensuivent, de 1957 à 1972, révèlent un habitat fortifié et des statues sculptées. Le site est classé monument historique en 1967, puis à nouveau en 1980, et il figure sur une liste de cent sites historiques majeurs, partagés par les pays du pourtour méditerranéen.
Treize statues-menhirs ont été retrouvées dans le secteur de la tour centrale. Massives, parfois géométriques, elles montrent un visage aux yeux et à la bouche creusés, au nez et au menton en relief. Plusieurs portent une épée ou un poignard, parfois suspendus à un baudrier. Dans le dos, les omoplates ressortent et la colonne vertébrale est marquée d’un creux. Leur disposition actuelle relève d’un aménagement pour la visite : toutes ne proviennent pas du site, certaines ont été rassemblées ici pour être préservées.
La colline, d’environ 60 m d’altitude pour 128 m de long, porte un castellu : une enceinte de gros blocs qui délimite un espace d’environ 6 000 m², encadré par deux tours. Un édifice circulaire central est entouré de maisons oblongues aux murs courbes en moellons de granite. Des outils de pierre, meules, mortiers et broyeurs, ont été recyclés dans la muraille, comme des fragments de statues, ce qui laisse penser que les alignements d’origine ont été démantelés très tôt.