Els treballs arqueològics, realitzats per segments per garantir el pas de vianants i serveis, permeten documentar la història de la Rambla, des que es va fundar com a riera fins que es va urbanitzar, al segle XVIII. Les descobertes que s’hi han trobat, de nord a sud, han estat les següents:

• Tram superior de la Rambla (prop de la plaça de Catalunya)
  • Restes de l’Estudi General de Barcelona: s’han identificat murs que pertanyien a l’edifici conegut com a Estudi General de Barcelona, construït a partir del 1536. Aquest edifici, precursor de la Universitat de Barcelona, estava adossat a la part interior de la muralla medieval de la ciutat i ocupava l’espai superior de la Rambla. A principis del segle XVIII, després del Decret de Nova Planta, es va convertir en unes casernes militars, i el 1843 es va enderrocar per construir la porta d’Isabel II.
  • Tram inicial de la muralla del Raval: a la cantonada de la Rambla amb la plaça de Catalunya s’ha descobert un tram de la muralla del Raval. Iniciada a finals del segle XIV, s’estenia fins a les Drassanes tot envoltant l’actual barri del Raval (actuals carrer de Pelai, ronda de Sant Antoni, ronda de Sant Pau i avinguda del Paral·lel).

•  Tram entre els carrers de la Portaferrissa i de la Boqueria
  • Restes de la Real Fundición de Artillería de Bronce de Barcelona: s’han trobat sis pilars relacionats amb aquesta antiga foneria de canons, impulsada pel Consell de Cent a finals del segle XVI per defensar la ciutat. Aquest edifici es va desmuntar a finals del segle XVIII durant la reforma de la Rambla, es va convertir en un bulevard i es va traslladar a la seva ubicació actual, a la part final del passeig. En un primer moment, l’any 1776, es va situar a l’edifici de les Drassanes Reials (actual Museu Marítim), però poc després, per qüestions logístiques, es va instal·lar a l’edifici de la Rambla, 2, que a partir del 1844 esdevingué el Banc de Barcelona.
  • Part de la torre nord del portal medieval de la Boqueria: s’ha localitzat una secció d’aquesta torre, que formava part de les defenses medievals de la ciutat a partir de mitjan segle XIV. Aquesta torre, així com la resta de torres i el llenç defensiu de la muralla de la Rambla, va deixar de funcionar com a tal a partir de la construcció de la muralla del Raval, a finals del segle XIV. Per tant, la muralla de la Rambla va funcionar com a element defensiu només durant la segona meitat del segle XIV.

• Tram a partir del carrer del Cardenal Casañas
  • Col·lectors d’aigua del segle XVIII: s’han identificat tres col·lectors de pedra destinats a canalitzar l’aigua, amb tubs de ceràmica a l’interior, fet que indica que transportaven aigua neta. Es creu que daten del segle XVIII, durant el procés d’urbanització de la Rambla. S’han documentat més de 300 metres, de manera intermitent, d’aquests col·lectors.

• Plaça del Teatre
  • Muralla medieval de mitjan segle XIV: s’ha descobert un tram d’aquesta muralla medieval que seguia el curs de la riera i actuava també com a mur de contenció durant les riuades. S’han documentat elements vinculats a antics episodis de riuades, com l’acumulació de materials arrossegats per l’aigua, incloent-hi terra, pedres i ceràmica medieval.

Aquestes troballes s’afegeixen a d’altres que han anat apareixent des de l’inici de les obres a la Rambla, com restes de la muralla moderna o del convent de Sant Francesc.