昭和35(1960)、45(1970)年の二回にわたり京都大学により発掘調査が行われ、その規模や性格が明らかになりました。
墳丘の斜面に貼られた葺石は、偏平なタイル状のもので、弥生時代の終わりごろの墓の「貼り石」によく似たものでありました。
後方部の中央には竪穴式石室があり、大半が盗掘されていましたが、鉄製武器(銅鏃・刀・剣・鏃・鎗・矛・石突)や鉄製工具(斧・錐)、土師器の壷が出土しました。
前方部の墳丘中央には、南北約2m、東西約4mの範囲で埴輪が樹立していた部分がありました。この埴輪は、円筒埴輪と壷型埴輪のセットで、弥生時代の墓に供えた土器を模して作られた古い形の埴輪であることが分かりました。
このように、この元稲荷古墳は、墳形(古墳の形)や葺石の状態、出土した埴輪や土器などから、近畿地方における他の前期古墳の中でも、極めて特異な古い様相を示す重要な古墳であると考えられています。
この他に、向日丘陵に築かれた前期の古墳には、五塚原古墳・寺戸大塚古墳があります。これらの古墳は、ほぼ同じ大きさをしています。この時代、古墳を築くのに何らかの規制や約束事があったものと考えられます。