Ο ναός και ο περίβολος του Πλουτωνείου εξετάστηκαν ενδελεχώς ως τμήμα της ευρύτερης περιοχής της Εισόδου του Ιερού , στο πλαίσιο της σχετικής μελέτης προστασίας και ανάδειξης. Η συγκέντρωση φωτογραφικού υλικού του 19ου αιώνα, σε συνδυασμό με τα λεπτομερή γραμμικά σχέδια αποτύπωσης (κάτοψη και τομές) της υφιστάμενης κατάστασης τα οποία παρήχθησαν, αποτέλεσαν χρήσιμο υπόβαθρο για την ειδική γεωλογική – γεωτεχνική μελέτη στερέωσης του βράχου του Πλουτωνείου.
Ο περίβολος του Πλουτωνείου ανασκάφηκε για πρώτη φορά το 1860 από τον F. Lenormant, ο οποίος, ωστόσο, θεώρησε λανθασμένα ότι πρόκειται για την αυλή του Καλλίχορου φρέατος. Την περίοδο 1885-1887, την περιοχή ανέσκαψε πλήρως (έως το επίπεδο του φυσικού βράχου) ο Δ. Φίλιος, ο οποίος πρώτος αποκάλυψε τα κατάλοιπα του μικρού ναού και τα αναγνώρισε ως το “Ιερόν του Πλούτωνος”. Μετά το πέρας των ανασκαφικών εργασιών, ο Φίλιος φρόντισε για την επανεπίχωση του χώρου. Το 1921 ο F. Noack πραγματοποίησε ελάχιστες στοχευμένες ανασκαφικές τομές, αποκαλύπτοντας εκ νέου τμήματα του ναού και του δυτικού τοίχου του περιβόλου, ενώ δημοσίευσε και την πρώτη λεπτομερή αποτύπωση του Πλουτωνείου.
(α) Ανασκαφές F. Lenormant το 1860: άποψη από τα βορειοανατολικά [Δ. Κωνσταντίνου],
(β) Ανασκαφές Δ. Φίλιου το 1885-1887: 1. άποψη από τα βορειοανατολικά, και 2. άποψη από τα βορειοδυτικά [αρχείο Γερμανικού Αρχαιολογικού Ινστιτούτου Αθηνών: D-DAI-ATH-Eleusis-0032, D-DAI-ATH-Eleusis-0043],
(γ) Ανασκαφές F. Noack το 1921: 1. άποψη του δυτικού τοίχου του περιβόλου από το Νότο, και 2. άποψη των αποκαλυφθέντων καταλοίπων του αρχαϊκού ναΐσκου από το Νότο [αρχείο Γερμανικού Αρχαιολογικού Ινστιτούτου Αθηνών: D-DAI-ATH-Eleusis-0244, D-DAI-ATH-Eleusis-0253]
