Das Troja in den Epen Homers wurde lange für eine legendäre Stadt gehalten. 1870 jedoch begann der deutsche Archäologe Heinrich Schliemann mit Ausgrabungen und legte Stein- und Festungsmauern einer antiken Stadt auf dem Berg Hissarlik frei, der etwa 6,5 Kilometer vom Ägäischen Meer und ebenso weit von den Dardanellen entfernt liegt. Schliemanns Ausgrabungen wurden nach seinem Tod von seinem Assistenten Wilhelm Dörpfeld fortgeführt (1893 bis 1894 sowie 1924). Zwischen 1932 und 1938 wurden Ausgrabungen unter der Leitung des amerikanischen Archäologen Carl Blegen durchgeführt.

Es wurden folgende Siedlungen festgestellt: Troja I, eine frühe Siedlung mit einer Mauer aus kleinen Steinen und Lehm (um 3000 v. Chr.); Troja II, eine prähistorische Festung mit starken Wällen, einem Palast und Häusern (3. Jahrtausend v. Chr.); Troja III, IV und V, prähistorische Dörfer, die nacheinander auf den Trümmern von Troja II erbaut wurden (zwischen 2100 und 1900 v. Chr.); Troja VI, eine Festung mit einer 540 Meter langen Mauer sowie Türmen, Toren und Häusern, die mit etwa 20 000 Quadratmetern eine größere Fläche einnahm als die vorhergehenden Siedlungen (1900-1240 v. Chr.); Troja VIIA (1240-1200 v. Chr.), das wieder aufgebaute Troja VI und der vermutliche Schauplatz des Trojanischen Krieges; Troja VIIB und VIII, griechische Dörfer aus einfachen Steinhäusern (um etwa 1100 v. Chr. bis zum 1. Jahrhundert v. Chr.); Troja IX, die Akropolis der griechisch-römischen Stadt Ilion oder Neu-Ilion mit einem Tempel der Athene, öffentlichen Gebäuden und einem großen Theater (etwa 1. Jahrhundert v. Chr. bis etwa 500 n. Chr.).

Troja VI wurde durch ein Erdbeben vernichtet, alle anderen Siedlungen durch Brandkatastrophen. Schliemann entdeckte die ersten fünf Siedlungen und hielt Troja II für das homerische Troja. Dörpfelds Entdeckungen, die von Blegen bestätigt wurden, zeigten dagegen, dass das homerische Troja vermutlich mit Troja VIIA identisch ist.