Las primeras descripciones arqueológicas del Sitio se conocieron a través de Lumbreras, Mújica y Vera (1982), quiénes visitaron el sitio e identificaron la ocupación Wari. A fines de los ochenta Feldman (1989, 1989) realizó los primeros trabajos de excavación arqueológica en el Sitio. Sus estudios se ubicaron en dos áreas de la zona Este. En una de sus áreas (Unidad 1) pudo identificar una estructura de tipo ceremonial con evidencia de consumo masivo de chicha de naturaleza ritual. Por otro lado, las evidencias mostraron que al momento del abandono de esta estructura se rompieron muchos objetos de cerámica Wari y luego se incendió el área.
Durante los proyectos de investigación dirigidos por Williams y Ruales (2002, 2004) en los años 2001 y 2002, que implicó la excavación de varias unidades nuevas, la interacción de Wari y Tiwanaku en las laderas de Cerro Baúl fue mejor definida, junto con la identificación del complejo arquitectónico de Cerro Baúl y la delimitación preliminar del Sitio en su totalidad.
Las investigaciones en Cerro Baúl en la temporada 2006-7 (Williams 2008) revelaron una variedad de contextos que han continuado ampliando el conocimiento respecto de la presencia Wari en Moquegua, así como acerca de los contextos Tiwanaku y la interacción entre los dos grandes estados hacia finales del periodo Horizonte Medio. Las investigaciones enfocadas en una zona palaciega de la elite Wari, en otra zona dedicada a la preparación de festines auspiciados por este grupo y en una zona dedicada a actividades rituales Tiwanaku en la cima del Cerro Baúl no hacen más que reforzar las hipótesis de una convivencia entre estos dos grandes estados del Horizonte Medio.
En el año 2009, se realizaron investigaciones arqueológicas a cargo de la arqueóloga Mónika Barrionuevo, destacando la presencia Wari y Tiwanaku en Moquegua.
Las últimas intervenciones se realizan en el año 2018 hasta la actualidad, a través del “Proyecto de Investigación Arqueológica con fines de Conservación y Puesta en Valor en el Sitio Arqueológico Cerro Baúl, Distrito de Torata, Provincia Mariscal Nieto, Departamento de Moquegua”.
El Valle de Moquegua, donde se encuentra Cerro Baúl, es el único valle que alberga las primeras colonias Wari y Tiwanaku que pueden haber sido contemporáneas y dentro del alcance visual entre sí.