Obwohl man seit Beginn des 20. Jahrhunderts weiß, dass das religiöse Zentrum von Tenochtitlán unter dem kolonialen Zentrum von Mexiko-Stadt lag, fand 1978 die Entdeckung des Templo Mayor eher zufällig durch Arbeiter der Elektrizitätsgesellschaft statt, die mit Kabelverlegung beschäftigt waren.
Dieser Fund setzte das bis heute größte archäologische Projekt in der mexikanischen Hauptstadt in Gang. Die Archäologen folgen in der Altstadt in der Regel den Kanalarbeitern auf den Fuß. Wo immer eine Straße aufgerissen wird, sind sie zur Stelle, um die Unterwelt nach Zeugnissen der Vergangenheit abzusuchen. Sie registrieren, zeichnen und fotografieren die unterirdischen Mauerreste, die nach Abschluss der Tiefbauarbeiten oft wieder unter der Erde verschwinden. An einigen Stellen werden aber «archäologische Fenster» aus Plexiglas in den Boden eingefügt, die Fußgängern dann einen Blick auf die Gemäuer erlauben.
Der Templo Mayor ist die größte Sensation Mexico Citys – ein Ausgrabungsgelände von unglaublicher Faszination. Bereits im Februar 1978 begann in der Altstadt die Freilegung und Teilrekonstruktion des Templo Mayor, des aztekischen Haupttempels und bis 1982 legten die Wissenschaftler sensationelle Funde, z. Bsp. eine ca. 8 Tonnen schwere Steinscheibe mit einem Durchmesser von 3,2 Meter aus dem geheiligten Tempelbezirk der Azteken, spektakuläre Skulpturen und Gegenstände frei – Zeugnisse jener versunkenen Zivilisation, die mit der Zerstörung der Azteken-Hauptstadt Tenochtitlán durch den spanischen Eroberer Hernán Cortés 1521 für immer unterging. Die in den Stein gehauene Reliefabbildung zeigt die Mondgöttin Coyolxauhqui, als zerstückelte Person, Kopf Arme und Beine sind vom Rumpf abgetrennt.
Den Schilderungen des Chronisten Bernardino de Sahagun zufolge standen in dem rund 500 mal 500 Meter großen Tempelbezirk Tenochtitlans aber insgesamt 78 Gebäude. 40 davon haben die Archäologen bisher heute ausfindig gemacht.