Во второй половине XVII в. при царе Федоре Алексеевиче (1661-1682 гг.) было дано указание описать древние каменные здания и другие развалины, находящиеся на территории Болгарского городища. Оно было осуществлено в 1712 г. дъяком Андреем Михайловым, побывавшем на городище,  в связи с основанием на его территории православного монастыря. Он достаточно подробно впервые в истории описал более 70 средневековых зданий.

         Монастырь вскоре был построен. Его соорудили в центре городища - на месте Ханского (княжеского) двора и Соборной мечети. Сохранившиеся мавзолеи у развалин Соборной мечети («Четырехугольника») монахи приспособили по свои нужды: один мавзолей (Восточный) был оборудован под небольшой храм - «Церковь Святого Николая», другой (Северный) под хозяйственные надобности - «Монастырский погреб». В 1732 г. богатым купцом Михляевым была сооружена для монастыря каменная церковь «во имя Успения Богоматери». С этого времени соседствуют памятники двух вер - ислама и христианства. Монастырь был закрыт в 1770-х годах, монастырская слобода переименована в село Успенское, позднее в село Болгары в честь древнего Болгара.

          В 1722 г. городище посетил Петр I. Он отдал распоряжение о сохранении каменных построек древнего города, сборе и переводе эпитафий намогильных плит с болгарскими и армянскими надписями.

В 1767 г. на Болгарские памятники обратила внимание императрица Екатерина II.

           На протяжении всего XVIII и XIX вв. его посещали путешественники, писатели, поэты, журналисты, военные, ученые, архитекторы, художники, иностранцы и краеведы - П.С.Паллас, И.И. Лепехин, Ф.И. Эрдман, П.И. Свиньин, Н.Н. Кафтанников, М.С. Рыбушкин, И.А. Второв, А. Шмидт, Э.П. Турнерелли, И.Н.Березин, братья Н.Г. и Г.Г. Чернецовы, И.И. Шишкин, А.К. Саврасов и многие другие, которые оставили ценные описания, чертежи, планы и рисунки зданий и руин древнего города, большинство из которых до нас не дошли. Состоявшийся в Казани в 1877 г. IV-й Археологический съезд учел необходимость длительного постоянного наблюдения за памятниками древнего Болгара. В марте 1878 г. создано Общество археологии, истории и этнографии при Казанском университете. Дальнейшая судьба болгарских памятников вплоть до революции 1917 г. была тесно связана с деятельностью Общества.

          В 1880 г. Общество археологии, истории и этнографии было передано 862 квадратных сажен земли, занятой болгарскими развалинами.

          С 1881 г. из государственного казначейства ежегодно отпускалось субсидия в размере  300 рублей «на поддержание в приличном виде и на охранение древнего города Булгар».

           В 1888 г. для охраны памятников нанимается сторож, сами здания обносятся деревянными заборами. В Черной палате открывается музей болгарских древностей.

           В 1884, 1885, 1889, 1896 и 1905 годах были проведены работы по ремонту и поддержанию болгарских памятников. Были расчищены остатки Белой палаты, Соборной мечети, пилоны Малого городка и руины мавзолеев у Малого минарета, Греческая палата.

            После революции 1917 г. охрана болгарских развалин перешла в Отдел по делам музеев и охране памятников старины, искусства и природы при Академическом центре Татарского народного комиссариата просвещения. В 1923 г. создан план ремонтных работ, которой был осуществлен в 1926 г. Работы проводились на Малом минарете, Ханской усыпальнице, Северном и Восточном мавзолеях, Соборной мечети, Черной палате. Это на некоторое время задержало процесс механического разрушения болгарских памятников.

           В 1933 г. село Болгары, вся территория древнего города, окруженная валом объявлена «неприкосновенным заповедником».

          С конца 30-х гг. с небольшими перерывами проводится глубокое, целенаправленное и систематическое археологическое изучение этого памятника.

           С 1954 г. комплекс является объектом систематических историко-архитектурных исследований, а с 1960-х гг. по настоящее время - работ по реставрации и консервации памятников.

           В целях усиления охраны памятников в 1962 г. в селе Болгары открывается историко-архитектурный музей, а в 1969 г. организован Болгарский историко-архитектурный заповедник.

           С 1969 г. проведены значительные исследования археологического культурного слоя Болгарского городища, работы по частичной реставрации, консервации, музеефикации и благоустройству архитектурных памятников - Соборной мечети, Черной, Восточной и Белой палат, Ханской усыпальницы и Малого минарета, Северного и Восточного мавзолея, Успенской церкви. Утвержден проект зон охраны Болгарского городища и установлен режим его использования. Выявлены остатки доболгарских поселений, древнейшей части города доболгарского времени на северо-восточной части комплекса, прослежен рост территории поселения, изучены жилые, ремесленные, а также архитектурные и оборонительные сооружения. Созданы экспозиции болгарских древностей в помещениях Успенской церкви, Северном мавзолее, Ханской усыпальнице. В 1991 г. выполнена 1-я очередь дноуглубительных работ.