Tại hiện trường, khai quật 2 ngôi mộ song táng: một ngôi có quan tài hình chữ nhật và ngôi khác hình thuyền khá đồ sộ và nguyên vẹn, các cán bộ khảo cổ đã phát hiện được nhiều hiện vật quý được chôn theo.
Cả hai ngôi mộ này đều được chôn theo kiểu " trong quan, ngoài quách". Bộ quách lớn nhất dài tới 3,02m, rộng 1,32m, cao 1m. Quan tài hình chữ nhật có bệ chân quỳ, được trang trí hoa văn răng cưa, lá đề, cánh sen rất tinh xảo và sơn son thếp vàng.
Toàn bộ “quan, quách” được làm bằng gỗ Ngọc Am quý hiếm, có mùi thơm đặc biệt nhưng rất độc, nên tránh được sự xâm nhập của các loạt côn trùng phá huỷ.
Bên dưới mộ được lát một nền gạch vuông mỗi chiều 4m bao gồm các loại gạch hình vuông, hình chữ nhật, gạch vồ, gạch múi bưởi, trong đó có viên gạch khắc chữ "uy hổ quân" (đội quân tinh nhuệ oai phong như hổ báo), bao quanh là một lớp than củi dày hơn 20cm.
Trong quan tài hình thuyền là bộ xương không còn nguyên vẹn, nhưng vẫn còn bộ tóc dài và một số đồ tuỳ táng. Trong quan tài hình chữ nhật có bộ xương lớn của một người có chiều cao khoảng 1,85m, cùng một số đồ cúng bằng gỗ tiện.
Hầu hết các đồng tiền chôn theo người chết đều đã bị gỉ, nhưng một đồng tiền vẫn có chữ "khai nguyên thông bảo, Cảnh hựu thông bảo, Hoàng Tống thông bảo, Nguyên phong thông bảo" của các đời Đường, Tống của Trung Quốc
Căn cứ phương thức mai táng, kiểu dáng quan quách, hoa văn trang trí, chữ ghi trên gạch, các loại tiền chôn theo, cùng với việc tham khảo văn bia, câu đối, truyền thuyết trong vùng, đoàn khai quật đã sơ bộ nhận định: đây là ngôi mộ từ thời Trần (thế kỷ XIII- XIV). Mối quan hệ giữa 2 người chết là vợ chồng.
Người vợ khoảng 50-60 tuổi, chồng là một võ tướng của triều đình cầm đầu một đội quân "uy hổ" của vương triều nhà Trần. Theo các nhà nghiên cứu có thể sau khi người chồng qua đời thì người vợ cũng "chết cùng chàng" theo tập tục "tuẫn táng" ( chôn theo) của chế độ phong kiến thời ấy.
Việc khai quật ngôi mộ cổ Ao Đình cùng các ngôi mộ đã tìm thấy tại các di chỉ Hang Sáo (thị xã Tam Điệp) và di chỉ Mán Bạc (Yên Mô) có niên đại khoảng 3.500 năm trước là những di vật quí giá của Bảo tàng Ninh Bình nhằm phục vụ công tác nghiên cứu, bảo tồn và trưng bày phục vụ khách tham quan.
