Les fouilles sur le site ont été lancées sous la direction de John L. Caskey en 1952, dont les efforts ont initié la série de publications de Lerna de l’âge du bronze, Lerna I-V, inspirant de nombreuses autres publications.
Lerna a été occupée à l’époque néolithique, dès le cinquième millénaire avant notre ère, puis a été abandonnée pendant un certain temps avant la séquence d’occupation de l’âge du bronze précoce (période helladique jusqu’aux Mycéniens). Les techniques de taille de silex sur place avec de l’obsidienne et du chert importés attestent d’une continuité culturelle sur cette longue période, la réduction de l’approvisionnement en obsidienne de Mélos témoignant d’une diminution des échanges à longue distance à la fin du IIIe helladique ancien, correspondant à Lerne IV.
Lerna possède l’un des plus grands tumulus préhistoriques de Grèce, accumulé au cours d’une longue occupation néolithique ; puis sa crête a été nivelée et étendue – comme à Eutresis et Orchomenus de l’Helladique ancien – dans un nouvel établissement : cette strate, appelée Lerna III dans la stratigraphie du site, correspond à l’Helladique ancien II sur d’autres sites. Lerna III ne présente pas de signes de continuité avec l’occupation précédente ; c’est le site d’un palais ou centre administratif à deux étages, appelé Maison des Tuiles, en raison des tuiles de terre cuite qui recouvraient son toit (un exemple précoce de couverture en tuiles). Ce centre de pouvoir fortement fortifié date de la culture de l’âge du bronze précoce appelée Helladique précoce, vers 2500 – 2200 avant notre ère. Bien que cinq phases d’occupation aient été identifiées à Lerna, le site de la « Maison des Tuiles », après avoir été détruit par un incendie, n’a pas été reconstruit, que ce soit par respect ou par crainte, jusqu’à ce que, à la fin de la période helladique moyenne, des tombes à puits soient creusées dans le tumulus de la Maison des Tuiles, indiquant que la signification de ce monument avait été oubliée. Lerna a été utilisée comme cimetière à l’époque mycénienne, mais a été abandonnée vers 1250 avant notre ère.
La céramique de Lerna III comprend les récipients à bec poinçonné que les archéologues nomment « saucières », avec des bords qui s’élancent vers le haut en un bec incurvé, ainsi que des bols à bords incurvés, à fond plat et à base annulaire, et de larges soucoupes, parfois à bords émaillés, plus agréables pour les lèvres du buveur. Les jarres et les hydries présentent des courbes renflées. Le décor peint est peu abondant ; des scellements au tampon forment des motifs décoratifs sur certaines pièces, ou des cylindres scribes roulés ont été utilisés pour réaliser des motifs en bandeau. Il est remarquable que des motifs en bandeau réalisés avec le même sceau aient été trouvés à Lerne, Tiryns et Zygouries. L’incendie de la Maison des Tuiles a mis un terme décisif à la Troisième Période à Lerne ; un tumulus rond et bas a marqué son site intact, apparemment sacro-saint.
Lerne IV (Helladique précoce III) a marqué un nouveau départ, non pas comme un siège fortifié de l’autorité centrale cette fois, mais comme une petite ville, avec des maisons de deux et trois pièces aux murs de briques grossières posées sur des fondations en pierre ; plusieurs avaient des foyers circulaires centraux. D’étroites ruelles séparaient les maisons. Une grande profusion de fosses sans revêtement (bothroi) est caractéristique de cette phase : elles finissent par être remplies de déchets, d’os, de tessons, voire de pots entiers. La poterie, en nette discontinuité avec Lerna III, présente une gamme de nouvelles formes, et les premiers signes – rainures régulières en spirale dans les bases et lignes parallèles incisées – marquant l’utilisation croissante du tour de potier. La décoration linéaire peinte en glaçure sombre sur le corps pâle est caractéristique de Lerna IV. Caskey a identifié des exemples précoces de la ware qui, dans des contextes helladiques moyens, serait reconnue comme ware Minyan, et, parmi les quelques exemples de poterie importée, une jarre ailée caractéristique de Troie, peut-être Troy IV.
Lerna V s’inscrit dans la continuité de la phase précédente, se distinguant largement par de nouveaux styles de poterie avec l’introduction soudaine et pacifique de la céramique à peinture mate, version argive à glissement épais de la céramique grise Minyan, et une augmentation vigoureuse des types de céramiques importées, provenant des Cyclades et de Crète (Minoen moyen IA). Une nouvelle coutume d’enterrer les morts dans des excavations à l’intérieur des maisons ou entre elles est universelle à la période.
Les techniques géologiques modernes telles que le carottage ont identifié le site du lac sacré disparu de Lerna, qui était une lagune d’eau douce, séparée par des dunes de barrière de la mer Égée. Au début de l’âge du bronze, le lac Lerna avait un diamètre estimé à 4,7 km. La déforestation a augmenté le taux de dépôt de limon et le lac est devenu un marais paludéen, dont les derniers vestiges ont été drainés au XIXe siècle.