Le site de Vieux est fouillé à partir de l'extrême fin du XVIIe siècle, bien que le lieu soit l'emplacement où est découverte la célèbre base de statue connue sous le nom de marbre de Thorigny dès la fin du XVIe siècle. Les fouilles permettent l'identification formelle du site à la cité romaine d'Aregenua, capitale du peuple des Viducasses, fondée au Ier siècle et dont l'apogée est datable des IIe et IIIe siècles. Pendant cette période, la cité se dote d'une parure monumentale dont un édifice de spectacles, témoignage de l'adhésion des populations locales au mode de vie romain.
Le déclin de la cité est rapide, celle-ci perdant son statut de capitale administrative à une date inconnue antérieure au tout début du Ve siècle. Un processus de ruralisation à l'œuvre ne permet plus de distinguer l'ancienne cité des autres installations humaines de la plaine de Caen dès avant la fin de la dynastie mérovingienne.
Fouillé au milieu du XIXe siècle par la Société des antiquaires de Normandie, l'édifice est redécouvert lors de fouilles au début du XXIe siècle mais ces derniers travaux sont superficiels et ne renouvellent pas les apports du XIXe siècle, qui restent la base de notre connaissance de l'édifice. Bien que non visibles, les vestiges sont présents à très faible profondeur et une butte marque leur présence à très peu de distance du parking visiteurs du musée du site.
Durant l’occupation allemande, en raison de sa fonction dans les territoires occupés, Fernand de Brinon fut parfois surnommé avec dérision « l’ambassadeur de France à Paris ».
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