Котельничское городище располагается в городе на останце размером 280х65 м и высотой 10х15 м, известном, как “Старое городище”. По плану города 1784 г. р. Котлянка, начиналась не далеко от современного кладбища, текла навстречу течению р. Вятки и, обогнув узкий длинный мыс и приняв в себя р. Радионовку, впадала в Вятку к западу от городища. Размеры городища в то время составляли около 510х72 м. в середине XIX в. Котлянку отвели в Вятку по каналу, прорытому в наиболее узком месте перешейка. В начале XX в при сооружении моста и дамбы под железнодорожный путь западная часть памятника была срыта, как впрочем и большая часть перешейка. Позднее та же участь постигла западный конец мыса, укоротившийся на 50 м при сооружении деревообрабатывающего комбината, а р. Радионовка бала направлена в бывшее русло р. Котлянки. Таким образом, размеры памятника сократились почти на половину.
Сведения о Котельниче скудны. “Повесть о стране Вятской” сообщает, что в 1181 г. новгородцы захватили где-то на р. Вятке марийский городок Кокшаров, а через некоторое время основали Котельнич. Но это еще не означает, что русский город был заложен на месте Кокшарова. Может быть последний находится в районе сосредоточения топонимов с основой на “Кокша - какша”, т.е. к югу и западу от р. Пижмы (реки Большая и малая Кокшага, Большая и Малая Кокша, Какша). Таким поселением может быть Пижемское городище с финно-угорским и славянскими находками начала II тыс. н. э., не спроста с ним связаны легенды о столкновении здесь русских с марийцами. П.В. Алабин, А.А. Спицын и Л.П. Гусскаковский предполагали местонахождение древнерусского Котельнича на Ковровском городище в устье р. Моломы.
В 60-х годах XIX в., по данным И. Глушкова, здесь находили кольчуги, бердыши, монеты. В начале нашего века сообщалось о находках кремневых орудий, костей животных, керамики, костяные ручки и наконечника копья, крестов, пряжки с драконом. В 1957 г. памятник обследовала Л.М. Еговкина, материалы разведки которой позволил В.Ф. Генингу датировать объект XIV-XVII вв. В 1962 г. городище обследовала И.И. Стефанова, а в 1976 г. - разведгруппа КВАЭ.
В 1982 г. отрядом УВАЭ под руководством Л.Д. Макорова проводились стационарные исследования древнего Котельнича на свободном от застроя месте площадью 350 кв.м. Удалось выявить три периода застройки памятника. Всего изучено более 50 ям сооружений, а также 9 канавок со следами частоколов и остатки оборонительных стен. Наиболее ранними явились полуземлянки, расположенные в два ряда, причем прибрежный ряд их частично обрушился под обрыв. Сооружения противоположной стороны улицы вошли в пределы раскопа не полностью. Следы частоколов выявлены вдоль улицы, но в северовосточной части раскопа располагаются перпендикулярно берегу. По-видимому, границы предполагаемых усадеб со временем меняли свои очертания. Не исключено, что поперечные частоколы являлись оборонительными укреплениями детинца, и в этом случае юго-западная половина мыса представляла собой посад города. Дата раннего периода устанавливается по находкам бронзовых изделий, некоторых типов наконечников стрел славянской и славяно-финской (с примесью раковины, навоза, шамота) керамики XIII -начала XIV в.
Наибольшей интенсивностью отличается второй период жизни города. Уличная планировка сохранилась, но в восточной части она сильно нарушена. Для этого времени характерно сооружение наземных жилищ, часть которых имела подпольные ямы. Одна из построек со множеством находок датируется медной монетой - тверским пуло- серединой XV в. интересны две землянки - погреба, стенки одной из которых укреплялись вертикальными бревнами и плахами с забутовкой оставшегося пространства глиной, а другой - досками и такой же забутовкой. Датировка второго периода укладывается в рамки XIV - XV вв.
Третий период характеризуется сооружением мощных оборонительных укреплений, следы которых выявлены в восточной части раскопа. Здесь выявлены фрагменты стен, некогда состоявшей из нескольких срубов, забитых глиной и сопровождавшихся большим количеством железных гвоздей. Эта срубная стена заканчивалась сооружением, которое не было засыпано глиной, имело пол и, очевидно, печь. Судя по всему, это остатки башни. Все постройки укреплений страдиграфически и планиграфически подразделяются на три яруса, отразивших их перестройку. Длина клетей составляет 5-6 м, ширина от 2 до 5 м, ширина башни - около 6 м. Начало возведения таких внушительных укреплений относится, вероятно, к концу XV - началу XVI вв., т.е. уже в московский период существования города. В начале XVII в. по данным переписей состояние крепости было уже весьма плачевным, ее перестают ремонтировать, и вскоре она прекращает свою существование. Уже в XVI-XVIII вв. на городище располагались церкви и христианское кладбище.