Las excavaciones en el yacimiento se iniciaron bajo la dirección de John L. Caskey en 1952, cuyos esfuerzos iniciaron la serie de publicaciones de Lerna de la Edad del Bronce, Lerna I-V, inspirando muchas otras publicaciones.
Lerna fue ocupada en el Neolítico, ya en el quinto milenio a.C., y luego fue abandonada durante un tiempo antes de la secuencia de ocupación de la Edad del Bronce Temprana (período heládico hasta el micénico). Las técnicas in situ de la talla de sílex con obsidiana y pedernal importados atestiguan la continuidad cultural durante este largo período de tiempo, con la reducción del suministro de obsidiana de Melos que atestigua la reducción del comercio a larga distancia a finales de la época heládica temprana III, correspondiente a Lerna IV.
Lerna tiene uno de los mayores túmulos prehistóricos de Grecia, acumulado durante una larga ocupación neolítica; luego su cresta fue nivelada y ampliada -como en Eutresis y Orchomenus de la época heládica temprana- en un nuevo asentamiento: este estrato, llamado Lerna III en la estratigrafía del yacimiento, se corresponde con la época heládica temprana II en otros yacimientos. Lerna III carece de signos de continuidad con la ocupación anterior; es el emplazamiento de un palacio o centro administrativo de dos plantas que se denomina Casa de las Tejas, por las tejas de terracota que recubrían su tejado (un ejemplo temprano de cubierta de tejas). Este centro de poder fuertemente fortificado data de la cultura de la Edad de Bronce temprana, llamada heládica temprana, entre el 2500 y el 2200 a.C. Aunque se han identificado cinco etapas de ocupación en Lerna, el emplazamiento de la «Casa de las Tejas», tras ser destruido por un incendio, no fue reconstruido, ya sea por respeto o por miedo, hasta que, a finales del periodo heládico medio, se excavaron tumbas de pozo en el túmulo de la Casa de las Tejas, lo que indica que la importancia de ese monumento se había olvidado. Lerna se utilizó como cementerio durante la época micénica, pero fue abandonada hacia el año 1250 a.C.
Las cerámicas de Lerna III incluyen las vasijas con pico distintivo que los arqueólogos denominan «salseras», con bordes que se inclinan hacia arriba en un pico curvado, así como cuencos con bordes incurvados, tanto de fondo plano como con bases anulares, y amplios platillos, a veces con bordes vidriados, más agradables para los labios del bebedor. Las jarras y las hidrias tienen curvas de hinchamiento. La decoración pintada es escasa; el sellado estampado forma patrones decorativos en algunas piezas, o se han utilizado cilindros grabados enrollados para hacer patrones en bandas. Sorprendentemente, en Lerna, Tirinto y Zygouries se han encontrado patrones en bandas hechos con el mismo sello. La quema de la Casa de los Azulejos puso fin de forma decisiva al Tercer Periodo en Lerna; un túmulo redondo de poca altura marcaba su emplazamiento inalterado y aparentemente sacrosanto.
Lerna IV (Helada Temprana III) marcó un nuevo comienzo, no como sede fortificada de la autoridad central esta vez, sino como una pequeña ciudad, con casas de dos y tres habitaciones con paredes de ladrillo tosco asentadas sobre cimientos de piedra; varias tenían hogares circulares centrales. Las casas estaban separadas por estrechas callejuelas. Una gran profusión de fosas sin revestir (bothroi) fue característica de esta fase: con el tiempo se llenaron de residuos, huesos, tiestos, incluso vasijas enteras. La cerámica, marcadamente discontinua con la de Lerna III, muestra una gama de formas nuevas, y los primeros signos -ranuras espirales regulares en las bases y líneas incisas paralelas- que marcan el creciente uso del torno. La decoración lineal pintada en esmalte oscuro sobre el cuerpo claro es característica de Lerna IV. Caskey identificó ejemplos tempranos de la cerámica que en contextos heládicos medios se reconocería como cerámica Minyan, y, entre los pocos ejemplos de cerámica importada, una jarra alada característica de Troya, tal vez Troya IV.
Lerna V es continua con la fase anterior, distinguiéndose en gran medida por los nuevos estilos de cerámica con la repentina y pacífica introducción de la cerámica pintada en mate, la versión argiva de grueso engobe de la cerámica gris Minyan, y un vigoroso aumento de los tipos de cerámica importada, procedente de las Cícladas y Creta (Minoico Medio IA). Una nueva costumbre de enterrar a los muertos en excavaciones dentro de las casas o entre ellas es universal en la época.
Técnicas geológicas modernas como la perforación de núcleos han identificado el emplazamiento del desaparecido lago sagrado de Lerna, que era una laguna de agua dulce, separada por dunas de barrera del Egeo. En la Edad de Bronce temprana, el lago Lerna tenía un diámetro estimado de 4,7 km. La deforestación aumentó el ritmo de los depósitos de limo y el lago se convirtió en un pantano de malaria, del que se drenaron los últimos restos en el siglo XIX.