Συγκεκριμένα, μετά από την αρχαιολογική ανασκαφή ήρθαν στο φως τρία κτίσματα.
Συγκεκριμένα αποκαλύφθηκε ένα αψιδωτό κτίσμα του 7ου αιώνα π. Χ., με πλούσια γραπτή και μελανή τεφρή κεραμική, και δύο ορθογώνια κτήρια, προγενέστερων, του 8ου αιώνα π. Χ. και του 10ου αιώνα π. Χ. Το ανασκαφικό αυτό εύρημα είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς επιβεβαιώνεται η ιστορική συνέχεια από την Ύστερη Εποχή του Χαλκού (1600 - 1100 π. Χ.) στους λεγόμενους σκοτεινούς χρόνους (11ος - 9ος αιώνας π.Χ.), οι οποίοι σηματοδοτούν τις μετακινήσεις των ελληνικών φύλων, όπως των αιολικών στη Λέσβο.
Η αρχαιολογική έρευνα της Εφορείας Αρχαιοτήτων Λέσβου με χρηματοδότηση από το Πρόγραμμα Δημοσίων Επενδύσεων της Περιφέρειας Βορείου Αιγαίου έχει ως στόχο την ανάδειξη του σημαντικού για την ιστορία και αρχαιολογία της Λέσβου, αρχαιολογικό χώρο της Αρχαίας Άντισσας. Που σύμφωνα με τους ειδικούς χρήζει συστηματικής ανασκαφικής έρευνας, κυρίως στο μεσαιωνικό κάστρο, το οποίο ανασκάπτεται για πρώτη φορά μετά περίπου από 90 χρόνια από τις έρευνες της Lamb στην ευρύτερη περιφέρεια της αρχαίας πόλης.
Το Κάστρο των Αγίων Θεοδώρων (το και Οβριόκαστρο αποκαλούμενο σήμερα) βρίσκεται στην χερσόνησο της αρχαίας Άντισσας, δυτικά του Μολύβου και ανατολικά του παράκτιου οικισμού του Γαβαθά.
Εκτείνεται σε βραχώδες ύψωμα, σε στρατηγικής σημασίας θέση που ελέγχει τον διάπλου μεταξύ της Λέσβου και της Μικράς Ασίας. Στο χερσαίο ύψωμα, σύμφωνα με τις φιλολογικές μαρτυρίες και τις μαρτυρίες των περιηγητών, υψωνόταν το ομώνυμο κάστρο, αφιερωμένο στους στρατιωτικούς Αγίους Θεοδώρους, οι οποίοι προστάτευαν και την ομώνυμη καστροπολιτεία.
Ο μοναχός περιηγητής Buoendelmonti αναφέρει το 1422 το κάστρο των Αγίων Θεοδώρων ως ένα από τα επτά της Λέσβου, ενώ συνοδικές αποφάσεις αναφέρονται σε αυτό ως καστροπολιτεία. Μολονότι το κάστρο είναι ατεκμηρίωτο ως προς την μορφή του, καθώς δεν απεικονίζεται σε μεσαιωνικά χιερόγραφα, φαίνεται ότι με το τέλος του Α΄ Ενετουρκικού πολέμου (1461-1479) εγκαταλείπεται από τους Οθωμανούς, οι οποίοι και το καταστρέφουν ολοκληρωτικά.
Για την θέση του κάστρου, ο Ι. Κοντής στο ιστορικό του έργο «Λεσβιακό Πολύπτυχο» αναφέρει ότι «η αρχαία πόλη της Άντισσας, βρισκόταν στο έρημο σήμερα Οβριόκαστρο, όπως ονομάστηκε η θέση από το κάστρο που χτίστηκε εκεί την εποχή της κυριαρχίας των Γατελούζων». Για την χαρτογράφηση της επικράτειας της αρχαίας πόλης, ο Γερμανός αρχαιολόγος Robert Koldeway το 1890 οριοθετεί τον χώρο που κατείχε η πόλη από το μεταγενέστερο μεσαιωνικό κάστρο και τον λόφο που χαρακτηρίζεται ως ακρόπολη.
Για την αρχαιολογική έρευνα της αρχαίας πόλης, πρώτη στα 1931 και 1932 η αγγλίδα αρχαιολόγος Winfried Lamb πραγματοποιεί εκ μέρους της Αγγλικής Αρχαιολογικής Σχολής ανασκαφικές τομές εκτός του Οβριόκαστρου, οι οποίες επιβεβαιώνουν την κατοίκηση της περιοχής από την Ύστερη Εποχή του Χαλκού (τελευταίους αιώνες της 2ης π. Χ. χιλιετίας) έως την αρχαϊκή περίοδο (ύστερος 7ος - 6ος αιώνας π. Χ.), αλλά και την υστεροκλασική περίοδο (4ος αιώνας π. Χ). Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχουν τα αψιδωτά κτίρια που βρίσκει, τα οποία χρονολογούνται στον 8ο και 7ο αιώνα π. Χ. και χαρακτηρίζονται ως ιερά.
Από τις έρευνές της διαπιστώθηκε στο απέναντι από τον λόφο του Οβριοκάστρου, ύψωμα, τμήμα της αρχαϊκής και κλασικής οχύρωσης, καθώς και η νεκρόπολη της πόλης που βρίσκεται ανατολικά και νότια.