Na okrytej gęstym gajem i zaroślami wyspie znajdował się przedchrześcijański chram, święte miejsce wyznawców bóstw plemiennych. Na przełomie IX i X wieku powstał niewielki gródek o średnicy około 40 m, natomiast gród piastowski, którego wnętrze liczyło blisko 1 hektar otoczony był widocznym do dziś wałem, którego wysokość dochodziła do 12 m. Z lądem wyspę łączyły dwa mosty o szerokości 6 metrów. W drugiej połowie X wieku wzniesiono tu kamienne palatium (pałac) z kaplicę pałacową w formie krzyża greckiego, w której archeolodzy odkryli dwa baseny chrzcielne (część naukowców przypuszcza, że na Ostrowie Lednickim chrzest przyjął Mieszko I. Jedna z legend mówi, że na wyspie urodził się Bolesław Chrobry, tradycja przekazuje też, że Chrobry przyjmował tu w 1000 roku cesarza Ottona III, wędrującego z pielgrzymką do grobu Świętego Wojciecha. W 1038 roku, w czasie najazdu Brzetysława Czeskiego gród został zniszczony i podupadł, spalone zostały mosty. Chociaż po restauracji państwa przez Kazimierza Odnowiciela była tu siedziba kasztelana, to gród nie powrócił już do swojej świetności, a na początku XIV wieku wyspa została opuszczona i zapomniana. Pierwsze prace wykopaliskowe na Ostrowie Lednickim prowadzone były w połowie XIX wieku, po wojnie kompleksowe badania interdyscyplinarne rozpoczęto już w 1948 roku. W 1969 roku obszar objęto ochroną prawną, powierzając go opiece powołanemu w tym celu Muzeum Pierwszych Piastów na Lednicy (obecnie jako Muzeum Początków Państwa Polskiego). Ostrów Lednicki ma status Pomnika Historii nadany mu przez Prezydenta Lecha Wałęsę w 1994 r.
Dzięki pracom archeologów, na wyspie zobaczyć możemy relikty budowli z okresu Mieszka I i Bolesława Chrobrego - jedne z najcenniejszych pozostałości przedromańskiej architektury kamiennej w Polsce. Widoczny jest wał grodowy, a także podwodne pozostałości dwóch mostów: zachodniego "poznańskiego" i wschodniego, w kierunku Gniezna. Prowadzi się także systematyczne badania podwodne; płetwonurkowie odnaleźli między innymi ponad 100 toporów, kilkadziesiąt grotów włóczni i oszczepów, kilka mieczy, które dziś stanowią jedyny w Europie tak liczny zbiór wczesnośredniowiecznego uzbrojenia pochodzący z jednego miejsca. Na północ od zespołu pałacowo-sakralnego znajdował się jednonawowy kościół grodowy, w którego centrum odkryto dwa kamienne grobowce. Na podgrodziu gdzie znajdowało się miejsce targowe i działali rzemieślnicy, zrekonstruowano zabudowę drewnianą nawiązująca do budynków średniowiecznych, w pobliżu wzniesiono też piec do wypalania przedmiotów z gliny.
