Bauskės pilies restauravimo projektų rengimas daugiausia grindžiamas archeologinių tyrimų metu gauta medžiaga.
Pirmieji Bauskės pilies griuvėsių tyrimai pradėti XIX a. pabaigoje, vadovaujant tuomečiam pilies savininkui grafui Pauliui Livenui. 1880 m. nuo statybinių griuvėsių buvo išvalyta kiemo dalis prie šiaurinio korpuso, kur atkasti balkono ir laiptų pamatai, keli akmens apdirbimo fragmentai. Vėliau dalis pilies griuvėsiuose rastų artefaktų pateko į Kuršo provincijos muziejų Jelgavoje.
Bauskės kraštotyros ir meno muziejaus direktoriaus L. Liepos iniciatyva XX a. septintojo dešimtmečio antrojoje pusėje pradėtos valyti pilies patalpos nuo statybinių griuvėsių ir atlikti archeologiniai tyrimai prie šiaurinės sienos. Aštuntojo dešimtmečio pradžioje, pradėjus pilies komplekso kunigaikščio rezidencijos dalies rekonstrukcijos darbus, nuo statybinių griuvėsių buvo išvalytos kelios šiaurinio ir rytinio korpuso patalpos bei dalis Naujosios pilies kiemo grindinio. Aptikta daug senienų, akmens apdirbimo fragmentų, koklių fragmentų ir indų šukių.
1976 m. pilyje pradėti plataus masto archeologiniai kasinėjimai, trukę iki 1992 m. Bendradarbiaujant su Bauskės kraštotyros ir meno muziejumi (vėliau – su 1990 m. įkurtu Bauskės pilies muziejumi), tyrimus atliko istorijos daktaras A. Caunė. Nuo 1996 m. keletą sezonų archeologiniams kasinėjimams vadovavo Bauskės pilies muziejaus specialistas J. Grūbė. Kasinėjimai daugiausia vyko pilies kunigaikščio rezidencijos dalyje, pilies žemės įtvirtinimuose, taip pat pilies ordino tvirtovės dalyje.
Tyrimai parodė, kad Bauskės pilies vietoje, Mūšos pakrantėje, ankstyvuoju metalų laikotarpiu (apie 1500 m. pr. Kr.) buvo įtvirtinta baltų gyvenvietė. Kasinėjimų metu atidengta dalis į žemę įgilinto statinio su židiniu, rasta kaulinių smeigtukų ir štrichuotosios keramikos indų šukių. Aptikta pavienių vėlyvojo geležies amžiaus (X–XII a.) senienų, o po rytiniu korpusu rastas kultūrinis sluoksnis su žiedžiamuoju ratu neapdorotos keramikos šukėmis. Nustatyta vadinamosios „vilkų duobės“ vieta priešais ordino pilies vartus. Kasinėjimų metu gauta duomenų apie ordino pilies rytinį priešpilį, ištirtas dviejų patalpų priestatas prie rytinės gynybinės sienos ir konstrukcijų liekanos prie pietinės gynybinės sienos. Tyrimų metu patikslintas pilies kunigaikščio rezidencijos dalies išplanavimas, kiemo grindinio konstrukcija, balkono ir laiptų pamatai, žemės įtvirtinimų statinių apimtys ir statybos laikas.
Pilies teritorijoje archeologai aptiko 3410 senienų, daugiau kaip 16 tūkst. koklių fragmentų ir apie 9 tūkst. indų šukių.
Rasta daugiau kaip 300 monetų. Dauguma jų nukaldintos Rygos ir Livonijos monetų kalyklose XVII a. viduryje ir antrojoje pusėje – Švedijos karalių Karolio X Gustavo, Karolio XI ir karalienės Kristinos valdymo metais. Iš Kuršo kunigaikštystėje kaldintų monetų Bauskės pilyje rasta kunigaikščių Gotardo ir Jokūbo valdymo laikotarpiu kaldintų šilingų. Taip pat rasta Livonijos ordino, Rygos arkivyskupų, Tartu ir Saremos–Vikos vyskupų, Rygos laisvojo miesto, Lenkijos, Lietuvos, Švedijos XV–XVII a. monetų bei Nyderlanduose XVI–XVII a. sandūroje kaldintų dukatų.
Pagal naudojimo paskirtį rastas senienas galima suskirstyti į tris grupes – su kariniais konfliktais susiję daiktai (arbaleto „riešutas“, arbaleto strėlių antgaliai, patrankų fragmentai, patrankų sviediniai ir granatos, muškietų ir titnaginio šautuvo mechanizmų dalys, titnagai, geležiniai ir švininiai šratai ir kt.), statybinių medžiagų pavyzdžiai ir architektūros detalės (kokliai, akmens apdirbimo dirbiniai, kalviški statybos elementai, langų stiklai, jų rėmų fragmentai ir kt.), darbo įrankiai ir buities reikmenys (girnų akmenys, kaltai, dildės, peiliai, šaukštai, šachmatų figūrėlė, šaškių žetonas, statinių čiaupai, olandiškų pypkių galvutės ir kotelių fragmentai ir kt.). Vertingiausios yra XV a. pabaigos – XVIII a. pradžios koklių ir XVI a. pabaigos dekoratyvinių akmens apdirbimo dirbinių kolekcijos.
Bauskės pilies 1976–1982 m. archeologinių kasinėjimų medžiaga saugoma Latvijos nacionalinio istorijos muziejaus Archeologijos departamente. Vėlesnių tyrimų metu rastos senienos, taip pat iki 1976 m. sukaupta medžiaga saugomos Bauskės pilies muziejuje.
