La ejecución del Proyecto se plantea en seis fases diferentes que se corresponden con cada uno de los años para los que está previsto, permitiendo el análisis espacial del conjunto y la excavación, de tal manera que un año se dedique a la excavación arqueológica sistemática y el siguiente al estudio de los materiales recuperados en la anterior excavación.
Fase I: Primera campaña de excavación, 2005
En el año 2005 se realizó la primera de las excavaciones, centrada en el Cerro de El Sombrerete y en su piedemonte. Los resultados de la intervención de urgencia del año 2001 en El Sombrerete habían generado una serie de cuestiones que debían ser respondidas. En primer lugar, se desconocía si la muralla que se había localizado entonces se trataba de una estructura que cercaba toda la ciudad, o si en este cerro se asentaba una fortificación de la madina, es decir una alcazaba. En segundo lugar la vivienda encontrada presentaba un ajuar muy notable, en comparación con otros conjuntos altomedievales, por lo que era necesario relacionarla con los restos de construcciones que eran visibles en la ladera suroeste de El Sombrerete. De esta manera el trazado de los sondeos para esta primera campaña se realizó siguiendo las evidencias de los muros visibles en superficie, trazándose en total cinco sondeos en la media ladera y otros dos al pie del cerro. Previamente se distinguieron una serie de áreas según las evidencias arqueológicas y sus características geográficas.
Se actuó en dos grandes áreas: el propio Cerro de El Sombrerete y en su piedemonte, a diferentes alturas, permitiendo caracterizar el espacio ocupado por la alcazaba. Esta intervención permitió obtener importantes datos sobre la configuración de la ciudad de Madinat Ilbira y cumplió ampliamente las expectativas generadas.
Fase II: Primera campaña de estudio de materiales, 2006
En el año 2006 se llevó a cabo el estudio de los materiales recuperados en la primera campaña de excavación, principalmente cerámica, aunque también se analizaron los materiales procedentes de la excavación de urgencia del año 2001 y de la prospección de 2003, a fin de relacionar los distintos hallazgos e insertarlos dentro del conjunto de la investigación. Para esta campaña se contó con un equipo internacional de especialistas. Este estudio permitió comprobar como la alcazaba presentaba un lote cerámico muy homogéneo, datado en la segunda mitad del siglo IX. No se identificaron fragmentos de ataifores que empiezan a generalizarse en el siglo X y la cuerda seca, tan característicos de época califal, apenas están representados.
También permitía distinguir los materiales del piedemonte del Cerro de El Sombrerete, en el que los materiales predominantes eran los destinados al acarreo, y los de usos múltiples, fundamentalmente alcadafes. Estos tipos, unidos a la escasa representación de la cerámica de cocina, corroboran la función artesanal de la zona. En esta campaña se estudiaron además las tejas, identificándose una serie de tipos que aparecían con mayor frecuencia y una mayor homogeneidad de los empleados en el piedemonte, en comparación con los procedentes de la alcazaba. El análisis de las especies de caracoles incluidos en la pasta de la teja ha proporcionado información sobre los puntos de aprovisionamiento del material, que ha debido ser u terreno de ribera o irrigado.
Fase III: Segunda campaña de excavación, 2007
La segunda campaña se centró en el llamado Pago o Secano de la Mezquita, una zona de densa ocupación donde ya había excavado en el siglo XIX M. Gómez Moreno, localizando los restos de una construcción monumental que identificó con la mezquita aljama. Actualmente existen dudas sobre esta identificación, sin embargo el topónimo del lugar sugiere que se trataría de una zona fundamental de la madina, y su conocimiento es imprescindible para desentrañar su organización. Por lo tanto, la excavación en esta zona fue fundamental, pues se trataba de una de las áreas más importantes de la ciudad. Por ello que abrieron tres sondeos próximos entre si, con el objetivo de poder localizar las estructuras del edificio, documentarlas y sacarlas a la luz de cara a su posible recuperación como uno de los elementos más importantes para la puesta en valor del yacimiento.
La actuación en esta zona fue especialmente fructífera pues permitió ducumentar estructuras y recuperar gran cantidad de material, que todavía está pendiente de estudio, puesto que este se engloba dentro de la segunda campaña de estudio de materiales, correspondiente al año 2008.
Fase IV: Segunda campaña de estudio de materiales, 2008
Esta fase corresponde al estudio de los materiales recogidos la campaña de excavación del año 2007. Se ha tenido especial atención con los objetos metálicos, sobre todo con varias monedas contextualizadas. En estos trabajos ha participado un equipo internacional de especialistas.
Fase V: Tercera campaña de excavación, 2009
La última excavación se desarrolló en el Cortijo de las Monjas, una de las zonas más densamente ocupadas dado el volumen de material cerámico. Esta zona ya fue objeto de intervenciones en el siglo XIX, que dieron como resultado el descubrimiento de parte de un barrio islámico y de una estructura tal vez romana en la que se había reaprovechado una inscripción del emperador Domiciano. Se trata de un área muy extensa cuya potencia se estima mucho mayor habida cuenta de que se trata de la zona llana, usada tradicionalmente como tierra de cultivo. Por ello el método de trabajo ha de diferir necesariamente.
Se excavó en el Cortijo de las Monjas y a los pies del Cerro del Almirez, centrándose en dos áreas fundamentales, la 2000 y 3000 (dentro de la zona II). En la primera fue posible documentar un pozo excavado en la roca, cuya función no se ha podido determinar. Contenía abundantes materiales arqueológicos, entre los que destacan piezas cerámicas casi completas, seguramente procedan de una vivienda de importantes dimensiones. Además se documentaron restos de una vivienda organizada en torno a dos pozos, cuya planta fue posible evidenciar casi por completo. en la zona 3000 se halló una necrópolis, con tres fases en los enterramientos, y restos de una vivienda y un pozo ciego, así como un espacio de carácter público.
Fase VI: Tercera campaña de estudio de materiales, 2010
Esta fase se centrará en el estudio de los materiales recuperados en la tercera campaña de excavación del año 2009, centrada en el Cortijo de las Monjas.