เมืองโบราณอู่ทอง ตั้งอยู่ฝั่งตะวันตกของแม่น้ำจรเข้สามพัน ลักษณะเป็นรูปวงรีขนาด 1,850x820 เมตร มีคูน้ำคันดินล้อมรอบ
ทิศตะวันตกเป็นเทือกเขารางกะปิด เขาคำเทียมและเขาพระทิศตะวันออกเป็นที่ราบกักเก็บน้ำนอกเมืองมีแนวคันดิน
เป็นถนนโบราณเรียกว่า ถนนท้าวอู่ทอง และแนวคันดิน เป็นรูปเกือกม้า เรียกว่า คอกช้างดิน คงจะเป็นเพนียดคล้องช้างโบราณ หรือสระเก็บน้ำในศาสนาพราหมณ์เมืองโบราณแห่งนี้มีร่องรอยการอยู่อาศัยของชุมชนมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์
ตอนปลาย อายุราว 2,500-2,000 ปีมาแล้ว ได้พบเครื่องมือหินขัด ภาชนะดินเผา แวปั่นด้าย ดินเผาเป็นต้น ต่อมาได้พัฒนาตนเองไปสู่สังคมเมืองสมัยประวัติศาสตรื ทำการติดต่อค้าขายกับชาวต่างชาติในราวพุทธศตวรรษที่ 5-9 เช่น เวียดนาม จีน อินเดีย ตะวันออกกลาง และยุโรป มีบทบาทเป็นศูนย์กลางทางการค้าและเมืองท่าร่วมสมัยกับเมืองออกแก้ว ของประเทศเวียดนาม ได้พบลูกปัดแก้ว เหรียญกษาปณ์ เหรียญโรมันสมัยจักรพรรดิวิคโตรินุส เป็นต้น ได้รับรูปแบบทางศาสนา ศิลปกรรมแบบอมราวดีจากอินเดียได้พยลประติมากรรมดินเผารูปพระสงฆ์ 3 องค์อุ้มบาตรและพระพุทธรูปปั้นนาคปรก
ศิลปะแบบอมราวดี เป็นต้น ศาสตราจารย์ชอง บวสเซอริเยร์ เชื่อว่าเมืองอู่ทองน่าจะเป็นราชธานีแห่งอาณาจักรสุวรรณภูมิ ที่พระเจ้าอโศกมหาราชได้ส่งพระสมณฑูตเข้ามาเผยแพร่พระพุทธศาสนาเมื่อ พ.ศ.270-311 นายพอล วิทลีย์ เชื่อว่าเมืองจินหลินตั้งอยู่ที่เมืองอู่ทอง เป็นรัฐสุดท้ายที่พระเจ้าฟันมันแห่งอาณาจักรฟูนันปราบได้ในพุทธศตวรรษที่ 9 เมื่ออาณาจักรฟูนันล่มสลายลงไปในปลายพุทธศตวรรษที่ 11 รัฐทวารวดีได้เจริญขึ้นมาแทนที่ในลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยา
ตอนล่างและรุ่งเรืองสูงสุดในราวพุทธศตวรรษที่11-16 บันทึกของพระภิกษุเหี้ยนจัง ได้กล่าวถึงอาณาจักรโตโลโปตี้ หมายถึงทวารวดี ได้พบเหรียญเงินจารึกว่า "ศรีทวารวดี ศวรปุณยะ" ยืนยันการมีตัวตนของอาณาจักรทวารวดี มีเมืองอู่ทองเป็นเมืองหลวงและเป็นศูนย์กลางศาสนาพุทธ ศาสนาพราหมณ์ และวัฒนธรรมทวารวดี ประชาชนนับถือศาสนาพุทธลัทธิเถรวาทเป็นหลัก ใช้ภาษามอญ ยึดถือคติทางศาสนารูปแบบศิลปะคุปตะจากอินเดีย โบราณสถาน โบราณวัตถุที่พบในเมืองอู่ทองเป็นศิลปกรรมสมัยทวารวดี
เมืองอู่ทองได้หมดความสำคัญและร้างไปในราวพุทธศตวรรษที่ 16 จึงรอดพ้นจากอิทธิพลเขมรในรวมพุทธศตวรรษที่ 18(สมัยพระเจ้าชัยวรมันที่ 7 )โดยปรากฎเมืองโบราณสุพรรณบุรีเจริญขึ้นมาแทนที่