Uno de los primeros estudios sobre las primeras excavaciones en la fortaleza de Gormaz se publicó en 1922 en el Boletín de la Real Academia de la Historia y lo firmó el soriano Narciso Sentenach y Cabañas, arqueólogo, historiador, crítico de arte, pintor y escultor. Bajo el título Gormaz: Estudio histórico-arqueológico, describe el enclave destacando su posición «tan natural como inexpugnable» y, quizás, «la más estratégica» del Duero. La historia de Hispania dejó su huella en Gormaz «porque este pueblo y, sobre todo, su potente fortaleza constituyen un nudo» y «no hay decisivo momento en el que no sea escenario de importantes sucesos».

El castillo de Gormaz, situado en la orilla derecha del Duero y en uno de sus sinuosos giros, está construido de fuerte sillería y conserva [hace un siglo] casi todos sus cubos y lienzos de la muralla, algunos de ellos coronados aún con las almenas. Destacaba Sentenach las tres puertas principales al Mediodía y las tres al Norte. 

Estas primeras excavaciones no dieron «resultados notables» ni por sus descubrimientos ni por los objetos hallados, confiesa el arqueólogo en el artículo. Los trabajos se centraron en la parte principal o del alcázar y tan solo se encontraron algunos proyectiles de piedra en forma de bolas, trozos de armaduras de hierro con algunos correajes y arreos, alguna moneda, cerámicas corrientes relativamente modernas... pero ningún arma árabe o cristiana. «Explorando repetidamente el interior del castillo, sin duda en busca de tesoros o al objeto de extraer piedra para las modernas construcciones del pueblo, hoy queda reducido a la más mínima expresión el esplendor pasado de aquella hermosa ruina, ofreciendo aún, sin embargo, un aspecto imponente, una silueta pintoresca en extremo , que da gran carácter a aquel paisaje y que llama poderosamente la atención al divisarlo desde el tren que corre por la vía de Valladolid a Ariza, de la que muy cercano se contempla», explica en el estudio, que se puede consultar en la Real Academia de la Historia.

Gormaz, cien años de estudio históricoEl castillo fue objeto de varias campañas de excavación arqueológica, bajo la dirección de Juan Zozaya, durante los años 70 del pasado siglo, así como de diversos proyectos de restauración promovidos por el Ministerio de Cultura y la Junta de Castilla y León durante los años 1982, 1990, 2000 y 2007. Zozaya, director del Museo Numantino de 1969 a 1973 y subdirector del Museo Arqueológico Nacional, contó con la colaboración del arqueólogo escocés Philip Banks en las siete campañas de excavaciones en Gormaz en los años 70, bajo el patrocinio de la British Academy y la participación de jóvenes arqueólogos europeos. Supuso la introducción en España del Harris Matrix System (describir secuencias de superficies). 

Se escogió el castillo porque las ocupaciones islámica y cristiana fueron amplias en el tiempo, fue asentamiento militar y se abría una nueva línea de investigación, por la decisión del Ministerio de Cultura de consolidar los muros de la fortaleza y por el propio entorno arqueológico para estudiar modelos de ocupación.

En 2016 se realizó un exhaustivo levantamiento fotogramétrico, disponiendo de material gráfico de geometrías y características físicas. El Servicio Territorial de Cultura de Soria encargó al adjudicatario del Plan Director (Fernando Cobos Estudio de Arquitectura) un trabajo sobre el entorno. Dado el interés histórico, monumental y arqueológico, así como sus características específicas (extensión, implantación en el paisaje y entorno socio-económico), la Consejería de Cultura considera necesario un documento normativo, de investigación interdisciplinar y de planificación antes de la intervención.De esta manera, se velará por la seguridad de los restos del castillo y de sus visitantes, determinando la estructura de accesos y elementos que hagan comprensible el edificio y su relación con el entorno paisajístico; y se establecerán prioridades arquitectónicas y medioambientales o urbanísticas, tanto físicamente como por su relación con los habitantes del municipio o los visitantes, planificando su gestión, uso y puesta en valor.