El 1959, els arqueòlegs van començar a estudiar el monument per primera vegada. Ajina-Tepa estava situada en l'antiga Ruta de la Seda i era un important lloc de comerç entre la Xina, Europa i Àsia Central, així com els ports marítims de l'Índia. Les excavacions arqueològiques van començar el 1961. Les activitats de recerca, que van durar fins a 1975, van ser dirigides per l'historiador i arqueòleg Boris Litvinskiy, membre de l'Acadèmia de Ciències del Tadjikistan i el seu ajudant T. I. Zeĭmal i va comptar amb la col·laboració de l'Hermitage de Sant Petersburg.[1][2][3] Les excavacions van revelar parts d'edificis que van ser catalogats com a pertanyents a un monestir budista. Avui dia, aquest monument ha estat completament excavat, però va quedar molt danyat per l'abandonament de la labor de conservació durant les dècades de la colonització russa, posteriorment la República Socialista Soviètica de l'Uzbekistan i, finalment, l'autonomia del Tadjikistan.

Una de les troballes més rellevants de les excavacions fou una estatua de Buda jacent de 12 metres de llarg. Després que els talibans fessin explotar les estàtues de Budes de Bamian a l'Afganistan al març de 2001, aquesta es va esdevenir la major estàtua de Buda preislàmica conservada a Àsia central. Actualment, l'estatua es troba al Museu Nacional d'Antiguitats del Tadjikistan des de l'any 2001.[4]