Tijdens de uitgevoerde opgraving werden verschillende resten aangesneden die wijzen op de aanwezigheid van de kasteelmuur en bijbehorende gracht. Er werd ook één van de torens aangesneden. Op het binnenplein werden een aantal elementen teruggevonden die vermoedelijk te linken zijn met occupatie van het terrein voorafgaand aan het kasteel.

Tijdens het archeologisch onderzoek werden 44 stalen genomen in functie van eventueel natuurwetenschappelijk onderzoek, het gaat om een pollenmonsters, monsters voor micromorfologisch onderzoek en monsters voor macrobotanisch onderzoek. 

De oprichting van de burcht moet vermoedelijk gedateerd worden tussen 1000 en 1030, het jaar waarin voor het eerst melding wordt gemaakt van de stad Oudenaarde. in 1064 wordt voor het eerst melding gemaakt van een ‘turris Aldenardensis’ en in 1127 van een stenen toren. Guillaume de Locquenghien, heer van Oudenaarde en Baron van Pamele, liet de vervallen versterking vervangen door een nieuw kasteel in 1127. De 11e eeuwse donjon werd in de 13e eeuw (1260) vervangen door een kasteel met uitspringende torens. Cartografische bronnen, zij het van een latere periode, tonen aan dat het omwalde kasteel een onregelmatige achthoekige vorm had rondom een binnenplaats met op de noord-, west- en oosthoek ronde torens en in de weermuren ertussen nog eens kleinere torens. Bij de beschieting van de stad door de Franse troepen van Lodewijk XIV (1684) brandde het kasteel volledig af. In de 18e eeuw was het kasteel grotendeels een ruïne. Het Kasteel van Pamele werd gesloopt in 1782. 

Op basis van de aangetroffen sporen en structuren kan vastgesteld worden dat er zich een archeologische site bevindt uit de periode vanaf de volle middeleeuwen tot en met de Nieuwste Tijd. De oudste aardewerkvondsten kunnen gedateerd worden vanaf de 10e tot 12e eeuw. Het betrof Rijnlands roodbeschilderd aardewerk. De scherven werden aangetroffen in sporen die zich voordoen op het binnenplein van het kasteel. Het gaat telkens om sporen die dateren uit de beginfase van het kasteel of net ervoor. Dit werd bevestigd door een radiokoolstofdatering (1027-1179). Een aantal van de vondsten kunnen gedateerd worden in de volle middeleeuwen, dit vanaf de 13e eeuw. Het gaat om sporen verspreid over het volledige projectgebied, zoals onder meer de kasteelgracht zelf. Het is bijgevolg duidelijk dat het deze periode overeenkomt met de gebruiksperiode van het kasteel. Ook uit de periode van de laatste gebruiksfase van het kasteel en de afbraak ervan konden sporen worden aangetroffen. Het merendeel van de vondsten is afkomstig uit de kasteelgracht en kan gerelateerd worden aan de demping van de gracht. Nadien werd het terrein onderverdeeld in meerdere percelen voor bebouwing. De bewoning situeerde zich voornamelijk aan de Kasteelstraat, alsook aan Achterburg. Hiervan getuigen de aangetroffen kelders die werden geregistreerd.

Tijdens de opgraving werden verschillende in situ houten palen aangetroffen. Er konden 19 houten palen herkend worden die met zekerheid deel uitmaken van één en dezelfde structuur. Daarbij behorend zijn nog ééns 2 paalsporen. Het terrreingedeelte waar de houten palen zich bevonden was echter omwille van de grondwatertafel en het herfstweer ontoegankelijk geworden voor een graafmachine, waardoor niet verder kon worden verdiept. Op die manier kon heel wat archeologische informatie niet verkregen worden. Enkele van de houten palen konden wel worden gerecupereerd. Het gaat mogelijk om resten van een drieschepig gebouw. Een mogelijke andere hypothese is dat de houten palen zouden kunnen behoren tot een deel van een aanlegsteiger, gezien de nabijheid van de Schelde. Aangezien er in deze zone niet verder kon worden verdiept, kon deze piste helaas niet verder worden onderzocht. Twee palen konden worden gedateerd door middel van dendrochronologisch onderzoek. Er werd enkel kernhout gemeten, spinthout kon niet worden waargenomen op de beide stalen. Omwille van de afwezigheid van het spinthout, kan een terminus post quem worden bepaald, een vroegst mogelijk kapjaar. Dit is respectievelijk á 1040 ± 12 en 1027 ± 12. 

De meest in het oog springende structuur bestond uit de kasteelmuur en één van de torens. De muur was ook reeds vastgesteld bij de eerder uitgevoerde archeologische onderzoeken in 2005 en 2007 door het agentschap. De muur had een ietwat zuidoost-noordwest oriëntatie. Hij was zichtbaar over zo goed als de volledige breedte van het projectgebied en lag in het verlengde van hetgeen werd onderzocht op het aanpalende terrein ten westen van het projectgebied in 2007.Aan de oostzijde van het projectgebied was één van de torens van het kasteel zichtbaar. Deze bevond zich op de rand van het projectgebied. De binnenzijde was echter vernietigd door het plaatsen van de secanswanden. De westzijde van de toren kon echter wel nog volledig worden vrijgelegd. Beiden waren opgetrokken in Doornikse kalksteen. Een duidelijk metselverband kon niet herkend worden. Opmerkelijk is dat de toren veel dieper is gefundeerd dan de kasteelmuur. Naar onder toe werden de muren ook alsmaar breder. Ook de bouwwijze van de toren was veel steviger dan deze van de kasteelmuur. Er werd ook nog een soort van vloerniveau aangetroffen in de toren, dit op een diepte van 8,19 m TAW. De gemiddelde breedte van de torenmuur bedroeg ca. 2 m. 

Ook de kasteelgracht werd aangesneden. Hierop werd een doorsnede geplaatst. De doorsnede werd zo haaks mogelijk georiënteerd op de gracht zelf, rekening houdende met de aanwezige kasteelmuur die eveneens in de doorsnede moest aanwezig zijn. Tijdens de uitvoering van het veldwerk echter werd al snel vastgesteld dat de beschikbare ruimte voor het plaatsen van de doorsnede eerder beperkt zou zijn, dit omwille van nog aanwezige kelders onder het voormalige hotel ‘De Rantere’. De coupe werd gefotografeerd vanop de rand en een schets werd gemaakt ten einde een fotogrammetrie en 3D-model te kunnen maken van de doorsnede. Op gepaste tijde werden stalen genomen voor klein vondstmateriaal en natuurwetenschappelijk onderzoek en ook werden verschillende vondsten ingezameld. Ook werd de afgegraven grond doorzocht met een metaaldetector. De exacte diepte
van de gracht kon omwille van de veiligheid ook niet met zekerheid werden vastgesteld. Er werden door de graafmachine nog 2 sondages uitgevoerd tot een diepte van 5,63 m TAW, terwijl het diepste punt van de coupe zich bevond op 6,02 m TAW. Op basis van het aardewerk kan de gracht gedateerd worden vanaf de 15e eeuw en tot en met de 19e eeuw. 

Er werd eveneens een vrij recente ronde waterput aangetroffen, opgebouwd uit baksteen met daarrond verticaal geplaatste houten latjes. De bakstenen waren gemetst met cementmortel wat wijst op een vrij recente bouw (eind 19e– begin 20ste eeuw).

Tenslotte werden nog enkele kuilen, paalkuilen, greppels en muurresten aangetroffen.