W latach 1860–1875 dyrektorem wykopalisk był Giuseppe Fiorelli, który rozpoczął systematyczne prace archeologiczne prowadzone metodą naukową i zapoczątkował regularne publikowanie wyników badań. Pod jego kierownictwem kompleksowo odsłaniano kolejne kwartały zabudowy (insulae), w tym częściowo odsłonięte w poprzednich okresach, z równoczesnym skrupulatnym dokumentowaniem znalezisk. Budowle odkopywano metodą stratygraficzną (warstwami). Fiorelli badał układ urbanistyczny miasta; dla zwiększenia przejrzystości planów, podzielił je na sektory – regiones, kwartały zabudowy – insulae i poszczególne domy, którym nadał numery. Wyniki prac archeologicznych publikowano w „Dziennikach wykopalisk” (Giornali degli scavi), których wydawanie Fiorelli rozpoczął w roku 1861. Był on również założycielem czasopisma naukowego „Notizie degli scavi di antichità” (1876), które ukazuje się do dziś. Nazwisko tego badacza łączone jest też z wynalezioną przez niego metodą wykonywania odlewów gipsowych ciał ofiar wybuchu Wezuwiusza.