Im April und Mai 2010 führte die Archäologie Grabungsarbeiten bei der alten Kirche Altstetten durch. Sie standen im Zusammenhang mit dem neuen Erweiterungsbau des evangelisch-reformierten Kirchenzentrums.
Bei der Ausgrabung wurden mehrere Bestattungen des mittelalterlich bis neuzeitlichen Friedhofs dokumentiert. Es ergaben sich auch weitere Hinweise auf römische Bauten: In den Grabverfüllungen fanden sich Mörtelgussboden- und Wandputzfragmente, letztere zum Teil bemalt. Bauteile an originaler Lage konnten hingegen keine gefasst werden, zu sehr haben die Gräber diese baulichen Reste beeinträchtigt.
Der Friedhof dürfte seit dem Bestehen der Kirche ab dem 11. Jahrhundert kontinuierlich belegt worden sein und mit der Zeit die ganze Anhöhe des Kirchhügels umfasst haben. Der Platz genügte trotzdem nicht. Die Gebeine aufgehobener Gräber wurden geborgen und im unteren Geschoss des sogenannten Sakramenthäuschens gelagert. Dieses diente also auch als Beinhaus. Es wurde vermutlich 1942 geräumt. 1862 wurde der Friedhof ein letztes Mal vergrössert. Bei der Sondierung von 2009 wurde genau an der Stelle gegraben, wo der neue Teil an den alten anschloss. Im alten Teil waren die Bestattungen nach Osten orientiert, im neuen hingegen nach Nordwesten. Nach dem Bau der neuen Kirche 1941 wurde der Friedhof zugunsten eines Platzes aufgehoben. Die Grabmäler wurden entfernt, die Gebeine blieben indessen im Boden. Sie werden bei Eingriffen – wie beim neuen Erweiterungsbau – nach der Dokumentation auf dem Friedhof Altstetten wiederbestattet.
Die alte Kirche Altstetten geht auf einen Bau des 11. Jahrhunderts zurück. Bei den Ausgrabungen von 1941 fanden sich Reste einer halbrunden Apsis und die Fundamente eines älteren Kirchenschiffs. Der gemauerte Chorturm entstand um 1300 anstelle der Apsis. Der markante Turmhelm mit dem darunterliegenden Glockenstuhlgeschoss wurde um 1370 errichtet. Es handelt sich dabei um eine der ältesten erhaltenen Dachkonstruktionen auf Zürcher Stadtgebiet. 1761 wurde das Schiff neu gebaut und 1842 um eine Fensterachse verlängert. 1938–41 wurde eine neue, um ein Vielfaches grössere Kirche neben der alten gebaut. Der neue, grosszügige Kirchenraum mit Annex ermöglichte den Rückbau des Schiffs der alten Kirche auf die ursprängliche Grösse. Ausserdem wurde sie instand gestellt und archäologisch untersucht (1941/42). Heute finden darin noch Abdankungen statt.
Funde römischer Baukeramik und Hinweise auf Mauern eines römischen Gebäudes auf dem Kirchhügel Altstetten liegen seit Mitte des 19. Jahrhunderts vor. Doch erst Ausgrabungen 1941 führten zur Gewissheit, dass die alte Kirche tatsächlich auf den Fundamenten eines römischen Hauses steht: Im Chorturm der Kirche fand sich der Rest einer «Römermauer» und eines Mörtelbodens. Und für den Boden der ersten Kirche wurden die Tonplatten einer römischen Hypokaustheizung verwendet. Über Ausdehnung, Binnengliederung oder Ausstattung des römischen Gebäudes lässt sich heute noch wenig aussagen – die bisherigen Hinweise sind zu punktuell.