Organisées par le Museum de l'université de Pennsylvanie et le gouvernement du Guatemala, et dirigées par William R. Coe et George Guillemin, les fouilles — baptisées projet Tikal — ont été menées par plus de 90 archéologues. Environ 50 000 photographies ont été prises. Près de 500 excavations ont été ouvertes et près de 350 constructions partiellement ou totalement étudiées.

La période pré-classique représente dans son ensemble une des grandes découvertes de l'entreprise. On constate que la civilisation maya n'est pas arrivée soudainement dans cette région vers les premiers siècles de notre ère ; elle s'y était développée au cours du millénaire antérieur. La phase Eb, la plus ancienne, a fourni une date au carbone 14 : – 588 (± 33 ans).

Les restes des plus anciens habitants de Tikal ont été découverts sous les multiples étages de construction du site appelé Acropole Nord. Ils se trouvaient dans des excavations emplies de débris, creusées à même la roche sous-jacente.

La communauté établie cinq ou six siècles avant notre ère sur la hauteur de Tikal devait être déjà importante. Elle faisait venir de l'obsidienne des hautes terres mayas du sud. Elle exportait sans doute l'abondant silex local.

Les premières constructions connues et les premières traces d'enduit apparaissent pendant la phase Chuen, vers – 300 ou – 200. Trois plates-formes de maçonnerie ont été successivement édifiées à cette époque.

Il apparaît que la société maya était déjà en possession de ses techniques et de ses principaux caractères. C'est de cette phase que date la plus ancienne pièce sculptée découverte à Tikal ; on ne sait d'ailleurs pas ce que peut représenter ce fragment très détérioré. C'est aussi à ce niveau qu'ont été trouvés les plus anciens vestiges d'habitations particulières.

Quant à la première construction pyramidale, avec escaliers et petites chambres au sommet, elle date de la phase Canac, qui commence vers – 150 ou – 100.

On creuse des tunnels

Pour une bonne part, les fouilles de ce genre de structures s'effectuent en creusant des fosses, des tranchées étroites, ou même des tunnels à l'intérieur des monuments.

Comme il est hors de question de détruire ces monuments, mais comme ils recouvrent des siècles de constructions et de démolitions, de funérailles et d'offrandes, cette fouille dans la maçonnerie est indispensable pour y découvrir une stratigraphie.

La plus ancienne sépulture date de la phase Canac. Elle a justement été découverte au moyen d'un tunnel. Elle contenait deux squelettes, probablement féminins, l'un étendu sur le dos, l'autre fait d'ossements épars sous les jambes du premier, le crâne déposé à part.

Sur les parois de la chambre funéraire revêtues d'un enduit rouge, les plus anciennes fresques mayas sont apparues : six personnages peints en noir, malheureusement très détériorés.

Une autre sépulture, où le mort avait été complètement démembré, contenait elle aussi des fresques, mais polychromes. Une autre encore a révélé un étonnant masque de pierre tendre où les dents et les yeux sont de coquillages.

Classique ancien

À la période suivante (classique ancien : de 250 à 550), la civilisation maya présente quelques caractères nouveaux. La poterie, de formes plus compliquées, devient polychrome. L'architecture évolue : les premières voûtes à encorbellement apparaissent.

C'est au cours de ces trois siècles que l'on voit se définir ces hautes pyramides à escaliers, édifices religieux qui restent pour nous les ouvrages mayas les plus caractéristiques.

L'enchevêtrement des restes architecturaux rend plus évident que jamais le besoin de destruction et de reconstruction périodique des Mayas.

Ce besoin apparaît encore sur les stèles, ces monuments gravés de signes hiéroglyphiques, reconnus comme des calendriers et généralement dressés à la base des temples pyramides.

Beaucoup ont été brisées, transportées après leur érection, de même que les autels. Des sépultures, même enfouies dans la pierre, peuvent avoir été profanées au cours des reconstructions. Des fosses ont été trouvées dans lesquelles des objets funéraires brisés ou brûlés avaient été entassés.

Classique récent

Vers la fin de cette période, et pour la première fois, apparaît l'influence mexicaine. Elle avait déjà été reconnue sur les poteries. Elle se révèle encore plus profonde, puisqu'on a découvert à Tikal des objets religieux décorés dans le plus pur style de Teotihuacan. Sur des stèles ont même été gravées des figures de Tlaloc, dieu mexicain de la pluie.