Tầng văn hóa thời Tiền Thăng Long
Khi đào khảo cổ tại khu vực 18 Hoàng Diệu, các nhà khảo cổ đã phát hiện các tầng văn hóa chồng xếp lên nhau thể hiện sự tiếp nối liên tục của một tiến trình lịch sử lâu dài. Tầng văn hóa dưới cùng là những dấu tích của Thăng Long thời Tiền Thăng Long, còn gọi là thời An Nam đô hộ phủ, hay thời Đại La. Ở tầng văn hóa này, các nhà khảo cổ đã tìm thấy dấu tích của hệ thống các cột gỗ, các nền móng kiến trúc, đường cống tiêu thoát nước, giếng nước.
Di vật khảo cổ thời Đại La cũng được tìm thấy khá nhiều ở tầng văn hóa này, trong toàn bộ cả 4 khu. Đó là các loại gạch hình chữ nhật, gạch lát hình vuông, các loại ngói âm dương, ngói ống, đầu ngói ống trang trí hình thú thần, đầu ngói ống trang trí hình mặt hề, các đầu tượng linh thú lớn trang trí trên mái kiến trúc và đồ gốm sứ. Chất liệu của các loại di vật khảo cổ này có đặc trưng cơ bản là được làm bằng loại đất sét màu xám đen, rất hiếm loại được làm bằng đất sét đỏ.
Giếng nước Đại La được quan đô hộ phương Bắc cho đào khi đóng thủ phủ đô hộ tại thành Đại La. Giếng Đại La được tìm thấy trong khu khảo cổ 18 Hoàng Diệu có độ sâu 5,9m. Thành giếng được xếp bằng gạch (màu xám) loại tốt, theo kiểu xen kẽ, cứ 1 hàng gạch xếp thẳng đứng lại có 4 hàng gạch xếp nằm ngang. Giếng cổ Đại La được xây theo kiểu xếp khít với nhau mà không dùng bất cứ loại nguyên liệu nào để gắn kết. Kiểu xếp gạch như vậy thường được tìm thấy trong rất nhiều công trình cổ. Những giếng nước do các quan đô hộ phương Bắc xây dựng trong thành Đại La hầu như đều được Thái Tổ Lý Công Uẩn tận dụng dùng lại để tiết kiệm quốc khố và cũng thuận tiện cho việc dời đô trong thời gian quá gấp gáp.
Các loại gạch được tìm thấy ở tầng văn hóa Đại La đều có in nổi hoặc chìm chữ “Giang Tây quân”, vì thế được gọi là gạch Giang Tây quân. Gạch Giang Tây quân được các nhà sử học đoán định rằng đó là loại gạch được quân Giang Tây (Trung Quốc) thời Đường chiếm đóng nước ta chế tạo. Loại gạch này thường rất bền chắc, bởi thế, các triều đại Việt Nam sau này thường tận dụng loại gạch này kết hợp với gạch được thợ thủ công Thăng Long chế tác để xây dựng Hoàng cung.
Đây là tầng văn hóa đầu tiên trong các tầng văn hóa được xếp chồng lớp lên nhau được phát hiện trong khu khảo cổ 18 Hoàng Diệu. Phía trên tầng văn hóa này là tầng văn hóa thời Lý – Trần và các tầng văn hóa về sau. Điều đó cho thấy, dẫu thế cuộc xoay vần bể dâu, nhưng lịch sử chỉ có một, như bánh xe quay mãi không thôi.