Pagrindinis dėmesys atliekant tyrimus bus skiriamas vadinamajam „kvadratiniam pastatui“ – tai yra, ankstyvajam arkikatedros mūrui, kuris iki šiol išlieka ankstyviausiu mūriniu pastatu Lietuvoje. Tyrėjai sieks atsakyti į daug metų mokslinę bendruomenę ir pilietinę visuomenę dominančius klausimus: pavyzdžiui, kas bažnyčios interjere buvo pakeista po architekto Lauryno Gucevičiaus perstatymų, kas ir kada pastatė ankstyviausiąją arkikatedros dalį.
Atliekant tyrimus planuojama panaudoti radiokarbono bei liuminescensinį tyrimų metodus. Taip pat bus atskirai rengiama 3D skeneriu gauto duomenų masyvo apdorojimo metodika.
Tikimasi, kad įgyvendinus projektą bus nustatytos Vilniaus arkikatedros statybos etapų absoliutinės chronologijos datos. Planuojama nustatyti skirtingų statybos etapų skirtumus bei koreliacijas, apibrėžti gamybos technologijas atspindinčias cheminių elementų grupes, išryškinti mūrijimui naudotų plytų ir skiedinio kitimo sąsajas. Taip pat planuojama sukurti tikslų arkikatedros 3D modelį, kuriame bus galima talpinti visą turimą archeologinę, architektūrinę, geologinę ir kt. informaciją.
Tyrėjai pabrėžia ir praktinę šio projekto reikšmę. Taikant 3D skeneriu gautų duomenų apdorojimo metodiką, bus atlikta arkikatedros mūrų fizinės būklės inventorizacija. Sienų fizinės būklės įvertinimas yra labai svarbus paminklotvarkos požiūriu: aptikus gamtos erozijos pažeistas sienas, galimi prevenciški stebėjimo būdai. Be to, tyrimo išvadomis, rekomendacijomis ir planuojama naudoti nauja metodika galės remtis ir ateities tyrėjai, pratęsiantys tyrimus ne tik arkikatedroje, bet ir kituose ankstyvuosiuose mūriniuose statiniuose Lietuvoje ir užsienyje.
Pradėto įgyvendinti projekto rezultatų tikimasi sulaukti 2026 m. pabaigoje – 2027 m. pradžioje. Su atliktų tyrimų duomenimis ketinama supažindinti tiek plačiąją visuomenę, tiek akademinę bendruomenę.