Đoàn khảo sát cũng tìm thấy loại gạch mỏng ốp tường có trang trí hình hoa chanh, cùng nhiều mảnh ngói mũi nhọn tam giác và mũi ngói đầu đao cong nhọn. Tất cả những di vật trên đều mang những nét đặc trưng của vật liệu kiến trúc thời Trần. 

Ngoài những di vật bằng đất nung, trên bề mặt Gò Chùa còn tìm thấy nhiều chân tảng đá dùng để kê chân cột. Những chân tảng này thường có dáng khối hình học với một bề mặt được ghè sửa khá phẳng.

Ngoài ra, trên bề mặt Gò Chùa còn có hai vòng đá kè bó vỉa nền. Vòng kè thứ nhất cách trung tâm gò khoảng 10m, tìm thấy ở mạn phía đông nam. Vòng kè thứ hai nằm cách vòng kè thứ nhất khoảng 5m cũng tìm thấy ở mạn phía đông nam.

Đáng chú ý là ở khu vực trung tâm của đỉnh đồi hiện còn dấu tích của nhiều chiếc cột đá cao trên 2m (khoảng 6 cột), được dựng đứng cách nhau một khoảng cách cố định từ 3-4m. Trên đỉnh đầu các cột còn dấu tích của của việc đẽo gọt tạo thành mộng để liên kết với các bộ phận khác.

Căn cứ khối lượng lớn của vật liệu kiến trúc, cũng như quy mô, phạm vi phân bố các lớp bờ kè đá, các nhà khảo cổ cho rằng đây là dấu tích của một ngôi chùa có quy mô khá lớn.

Dựa vào các đặc trưng họa tiết điêu khắc trang trí trên vật liệu kiến trúc tìm thấy, các nhà khoa học đoán định ngôi chùa này được xây dựng vào thời Trần, khoảng cuối thế kỷ 14.

Việc phát hiện một ngôi chùa cổ ở Tuyên Quang chứng tỏ từ xa xưa nơi đây đã mang đậm dấu ấn của nền văn minh Đại Việt. “Các vua Trần có tầm nhìn xa trông rộng, ngoài việc binh đồn nơi biên ải còn gắn văn hóa Đại Việt ở các vùng xa xôi. Những di vật thời nhà Trần giống như Hoàng thành Thăng Long, Nam Kinh. Nó có ý nghĩa nhà Trần đã tập trung phát triển nơi đây thành một trung tâm văn hóa của cả vùng”, tiến sĩ Trình Năng Chung cho biết.

Tuy nhiên, hiện tại, phần lớn diện tích bề mặt Gò Chùa đang bị nhân dân địa phương canh tác, trồng sắn. Quá trình canh tác đã khiến những vật liệu xây dựng cổ như gạch, ngói, chân tảng đá không còn nằm nguyên vị trí ban đầu. Phần lớn đã bị vỡ nát.