Au fil des ans, plusieurs secteurs de la ville ont fait l'objet de fouilles archéologiques. Longtemps, Place-Royale fut le point de mire des archéologues qui concentrèrent leurs recherches sur les établissements bâtis depuis les débuts de la Nouvelle-France.
Signalons, tout d'abord, la mise à jour des fondations de la seconde « abitation » (1613) de Champlain à Place-Royale, partiellement enfouies sous l'Église Notre-Dame-des-Victoires. D'autres fouilles permirent de découvrir de nombreuses fondations originales de maisons de Place-Royale. Le site de l'Îlot des Palais, où s'élevait le palais des intendants, accueille des expositions et une riche collection archéologique de la ville du XVIIe au XIXe siècles.
Au cœur du vieux Sainte-Foy, le parc de la Visitation est un site classé historique en 1978. Il est constitué des ruines des anciennes églises de la paroissse Notre-Dame-de-Foy (la dernière fut incendiée en 1977), d'un charnier et de la vieille partie du cimetière et du presbytère, entièrement restaurée. Une tour d'observation et un jardin public complètent l'aménagement du site.
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