بدأت المدينة بالتقلص على إثر ذلك إلى أن اختفت أهميتها تدريجياً بحيث انطفأ ذكرها في العهد العثماني ولم يبق إلا أطلالها.
عاد الاهتمام بأفاميا في القرن التاسع عشر عندما بدأ الرحالة والمؤرخون والباحثون بزيارتها والبحث في آثار هذه المدينة العظيمة، إلا أن التنقيبات الأثرية الجدية بدأت على يد بعثة أثرية بلجيكية باسم المتاحف الملكية للفن والتاريخ في بروكسل بإدارة مايانس Mayence و لاكوست Lacoste وجرت أول حفريات في الأعوام 1928م، 1930م حتى 1938م، ثم 1947م حتى 1953م ثم استؤنفت هذه التنقيبات عام 1965 باسم مركز الأبحاث الأثري البلجيكي وقد شاركت المديرية العامة للآثار والمتاحف بترميم أجزاء من الشارع الرئيس والسور.
يحتوي موقع أفاميا على عدة سويات ترقى إلى العصور الحجرية والبرونزية و الهيلنستية والرومانية، والبيزنطية والإسلامية. إلا أن منشأها الهيلنستي يطغى على التخطيط الأساسي للمدينة الذي يتخذ الشكل الشطرنجي المعروف لمدن تلك الحقبة مثل أنطاكية واللاذقية. ومن أهم معالمها: السور الذي يعد أساساً للأسوار الرومانية والبيزنطية اللاحقة ويبلغ طوله حوالي سبعة كيلومترات، ومن معالمها المهمة الأخرى الشارع الرئيسي أو الشارع المستقيم وهو من أروع شوارع التاريخ المعماري كله، يبلغ طوله 1850م، محاطاً بأروقة عرضها 6.90سم، ويرجع هذا الشارع للقرن الثاني الميلادي. وأجمل ما فيه أعمدته الحلزونية، كما نجد أيضاً الشوارع المتعامدة، الأقواس، الساحة العامة (الأغورا)، السوق، المعابد، المسرح الذي يعد أحد أكبر المسارح الرومانية في سورية، والملعب. بالإضافة إلى الفسيفساء الرائعة التي عثر عليها في أفاميا والتي يفوق حجمها ما وجد من فسيفساء في أي موقع آخر في سورية. ومن أجل حفظ هذه الثروة الأثرية قامت المديرية العامة للآثار والمتاحف بترميم الخان العثماني الأثري المنسوب إلى (سنان باشا) ليكون متحفاً خاصاً لمنطقة أفاميا إذ تم افتتاحه عام 1982. أما بقية الآثار المكتشفة محفوظة في متحف دمشق وحماة ومتحف أفاميا ومتحف بروكسل.