Fu il canonico Giovanni Spano il primo a intraprendere una campagna di scavi nella seconda metà dell’800, nell’area dell’attuale via Carbonazzi. L’archeologo sulla base di una biografia di Tigellio contenuta nei “Codici d’Arborea”, secondo la quale il musico sardo, aveva acquistato terreni nella zona per costruirvi una lussuosa villa, riportò alla luce le prime rovine e le identificò con la Villa di Tigellio. Il primo ambiente che emerse dagli scavi dell’archeologo, fu chiamata “Casa degli stucchi” per il notevole utilizzo di stucchi di rivestimento.
Una seconda campagna di scavi negli anni ’60 però portò alla luce la verità: si trattava di un complesso residenziale e non di una villa. Da questa seconda indagine archeologica guidata dal Soprintendente alle Antichità della Sardegna, Gennaro Pesce: emersero un’altra domus, denominata Casa del Tablinio Dipinto, e un edificio termale. Gli scavi furono completati da un’ultima campagna nei primi anni ’80.
Il quartiere romano, risalente alla fine I secolo a.C.- inizi I secolo d.C., fu frequentato probabilmente sino al VI-VII secolo d.C., e rappresenta uno degli esempi più importanti in Sardegna di edilizia romana di questa tipologia. Le abitazioni erano caratterizzate da un atrio tetrastilo, con quattro colonne collocate ai quattro angoli dell’impluvium, una vasca centrale destinata alla raccolta dell’acqua piovana. Le strutture murarie sono realizzate con la cosiddetta tecnica a telaio, ampiamente in uso in ambito punico, caratterizzata dall’utilizzo di grossi pilastri verticali disposti a una certa distanza tra loro e dal riempimento dei tratti murali intermedi con pietre medio piccole.
Il complesso era sicuramente destinato a famiglie benestanti, e ancora oggi nel sito di via Carbonazzi si possono ammirare resti di eleganti mosaici e alcune colonne che conservano parti di capitelli. Si distinguono ambienti che in origine erano affrescati, altri riccamente decorati con stucchi. La vera Villa di Tigellio invece, ammesso che sia stata veramente costruita, per ora non è stata ancora trovata.