В 1902 г. внимание члена Воронежской ученой архивной комиссии М. Трунова привлекли два холма, представлявшие собой развалины кирпичных строений. Однако только в 1948 г. одно из них было частично исследовано научным сотрудником Государственного исторического музея В. П. Левашевой. Под полом здания она обнаружила несколько мусульманских захоронений. На берегу р. Мечеть В. П. Левашева обследовала горн для обжига кирпича.
В 2002 г. археологической экспедицией Воронежского государственного университета под руководством доцента кафедры археологии М. В. Цыбина были полностью вскрыты остатки второй мечети. По частично сохранившемуся фундаменту удалось установить, что мавзолей имел общие размеры примерно 21,5 × 10,5 м и был ориентирован по линии юг – юго-запад – север – северо-восток. При строительстве здания в основном использовались квадратные кирпичи размером 23,5–24 × 23,5–24 на 5–6 см.
При установке фундамента кирпичи укладывались на материковый суглинок, скрепленные глиняным раствором; толщина фундамента достигала 1,8 м. Основу плановой структуры мавзолея составляло прямоугольное помещение размерами около 14,5 × 10,5 м, разделенное стеной на две камеры: усыпальницу (гур-хана) и место оплакивания (зиярат-хана). В гур-хане находилась полностью разграбленная гробница, имевшая размеры 4,5 × 4,6 м и углубленная в материк на 1,5 м; на полу гробницы местами сохранились кирпичи. Рядом с центральной гробницей были обнаружены два более поздних по времени погребения. Одно из них, перерезавшее стену гробницы, разрушено. Второе – совершено в узкой могильной яме в деревянном гробу, обитом кожей и скрепленном железными скобами. Погребение было перекрыто кирпичами. Ориентировка тела – с запада на северо-запад.
С северной-северо-восточной стороны к гур-хане было пристроено прямоугольное помещение, размерами около 5 м на 4 м, в котором, судя по находкам костей и двух бронзовых бубенчиков, также совершались захоронения.
С южной-юго-западной стороны длинные стены мавзолея оканчивались пилонами. Вход, очевидно, перекрывался аркой, которая вместе с пилонами образовывала портал, украшенный мозаикой на кашине. Непрозрачная полива плиток имела чаще всего бирюзовый, ультрамариновый, белый цвета; встречались плитки, покрытые тонкой золотой фольгой по белой поливе. Орнаментация мозаик представлена растительными узорами, геометрическими фигурами и, возможно, буквами.
За пределами мавзолея выявлены три погребения в узких могильных ямах с западной ориентировкой. В одном из них найдено пять дирхемов, четыре из которых относятся к 1380– 1390-м гг. (период правления хана Тохтамыша; определение В. Ю. Гончарова). Совершение погребений рядом с мавзолеями даже после того, как они переставали функционировать, типичное явление для погребальных традиций Орды, поскольку эти места продолжали считаться культовыми. Предположительно данные мавзолеи принадлежали представителям крупного аристократического рода Золотой Орды и маркировали центр кочевого улуса. Упадок этого центра относится, вероятно, к началу XV в. В округе мавзолеев удалось выявить синхронное им поселение XIV в. с русской и золотоордынской керамикой.
Другим известным памятником золотоордынской культуры в регионе является могильник «Олень-Колодезь», находящийся в 0,5 км к северо-востоку от с. Олень-Колодезь Каширского района Воронежской области.
Исследованием могильника занималась экспедиция 1996 г. государственной инспекции охраны историко-культурного наследия Воронежской области под руководством К. Ю. Ефимова. В двух курганах были выявлены погребения мужчины и женщины. В мужском захоронении обнаружены предметы вооружения (шлем, золоченая кольчуга, колчан с золочеными стрелами, инкрустированный золотом топорик), парчовые и шелковые одежды, серебряный ковш с ручкой в виде крылатого дракона, пояс, украшенный серебряными позолоченными бляхами с изображениями барсов, а также предметы конской упряжи. В женском погребении найдены украшения (подвески серебряные с позолотой, серебряные браслеты, золотой перстень), металлическое зеркало, серебряная чаша, предметы конской упряжи, медный казан. Найденный погребальный инвентарь позволяет говорить о княжеском захоронении, так как некоторые из перечисленных предметов были настолько дороги и социально значимы в XIII – XIV вв., что упоминаются в духовных и договорных грамотах русских князей, во многих среднеазиатских и китайских средневековых письменных источниках. При этом золотые пояса имели право носить лишь представители высшей аристократии, а медный казан являлся символом главы большого рода. Особенности погребального обряда не дают оснований сомневаться в принадлежности погребенных к кочевой золотоордынской аристократии, а захоронение их недалеко от устья р. Воронеж свидетельствует о существовании в ближайших окрестностях подвластных им кочевий: людей столь высокого ранга было принято хоронить в их родовых владениях.