Niniwa stała się szerzej znana dzięki archeologicznym pracom wykopaliskowym prowadzonym w latach 1847–1851 przez Austena H. Layarda. Odkryto bogate znaleziska architektoniczne: 12 km murów obronnych, pałace królewskie (Sanheriba i Aszurbanipala), liczne przykłady sztuki asyryjskiej oraz bibliotekę Aszurbanipala – bogaty zbiór tekstów zapisanych pismem klinowym na glinianych tabliczkach, które pozwoliły lepiej poznać historię całej Mezopotamii. Zainspirowany tabliczkami G. Smith prowadził wykopaliska w latach 1873–1874, koncentrując się na odnalezieniu dalszych części odczytanych przez siebie tekstów, m.in. eposu o Gilgameszu. W toku prac znaleziono dalsze brakujące fragmenty eposu.
W latach 1927–1932 na terenie Niniwy prowadził wykopaliska R.C. Thompson, który odkopał pozostałości świątyń Nabu i Isztar. W 1954 r. odkopano bramę prowadzącą do arsenału Sanheryba. Z kolei w latach 1965–1984 Irakijczycy prowadzili na szeroką skalę prace wykopaliskowe i rekonstrukcyjne, odtwarzając m.in. część północno-zachodniego muru i znajdujących się tam bram (wtedy zauważono ślady intensywnych walk z 612 r. p.n.e.).