Gli scavi, ripresi alla metà degli anni Ottanta, in collaborazione con l'École Francaise de Rome, hanno messo in luce strutture importanti, che abbracciano un orizzonte cronologico compreso tra l'epoca arcaica e l'età tarda, e hanno definitivamente chiarito che, in età imperiale, la terrazza era occupata da uno dei nuclei del Palazzo Flavio. In base agli estesi resti di giardino evidenziati dalle indagini, con messa a coltura di essenze in vasi disposti a filari, si è ipotizzato che qui sorgessero gli Adonaea o Giardini di Adone, di cui ci parlano le fonti antiche (Apollonio di Tyana), come esistenti all'interno del Palazzo di Domiziano. All'indomani del loro completamento, la Soprintendenza ha deciso di reinterrare gli scavi, anche per mantenere al luogo quell'atmosfera idillica e campestre, che tuttora conserva, e che ne costituisce il fascino principale. Sull'angolo nord della Vigna Barberini si trova la chiesetta intitolata a San Sebastiano, che poggia in parte sul basamento del tempio di Elagabalo, nel luogo in cui, secondo la tradizione, fu martirizzato il santo. Ricordata nei documenti fin dal X secolo, conserva di quest'epoca l'importantissima decorazione pittorica dell'abside; il resto andò perduto nella ristrutturazione che Urbano VIII Barberini ne fece nel 1624. Sul lato meridionale della terrazza, impostata su una grande cisterna dell'acquedotto Claudio e sulle strutture del palazzo imperiale, sorge invece la chiesa di San Bonaventura, con l'annesso convento, costruita dal cardinale Francesco Barberini nel 1675.