До початку 1970-х рр. найбільша увага відділу зосереджувалася на опрацюванні та публікації результатів розкопок Ольвії, міського некрополя та сільських поселень, аналізі та узагальненні різних категорій знахідок. Від 1970-х рр. значну увагу приділено комплексності досліджень у системі «місто – хора» та «історія – культура»; проблемам історичного та культурного розвитку Ольвії в перші сторіччя н.е. та в пізньоантичний період; вивчалося становлення хори Ольвії та різні аспекти просторово-структурного розвитку Ольвійської держави; здійснені фундаментальні дослідження Західного теменоса Ольвії і житлових кварталів у Нижньому місті; вивчаються економічні зв’язки, взаємодія та культурні взаємовпливи населення Ольвії та оточуючих варварських племен тощо.

Сучасний напрямок досліджень відділу спрямований на продовження системного вивчення фундаментальної наукової проблеми, пов’язаної з появою, становленням, розквітом та занепадом античної культури в Північному Причорномор’ї; вивченням причин та характеру грецької колонізації регіону; змін культурно-історичного ландшафту, пов’язаних з створенням державних інституцій-полісів; з поглибленим вивченням основних політичних осередків – Ольвії Понтійської, Херсонесу Таврійського та Боспорської держави, їх історії, політики, економіки, матеріальної ї духовної культури; дослідженням ролі античних держав Північного Причорномор’я в політичному і культурному розвитку автохтонного варварського населення північнопричорноморських степів та лісостепової зони; вивченням характеру відносин з Римською імперією в перші сторіччя н.е.; дослідженням розвитку античних міст в пізньонтичний час; вивченням політичного, економічного та культурного підгрунтя для переходу до періоду раннього середньовіччя і запровадження християнства.