Archeologický výzkum
Až od přelomu 19. a 20. století byla hradu Helfštýnu a jeho okolí ve větší míře věnována pozornost vlastivědných badatelů, historiků a posléze archeologů. Za nejstarší zprávu o konkrétních archeologických nálezech učiněných na hradě lze považovat zmínku Isidora Kahliga uveřejněnou v jeho knize Hrad Helštýn na Moravě.
V souvislosti se zahájením restaurátorských prací na hradě z rozhodnutí majitelky panství Antoinetty hraběnky z Althannu v roce 1911 došlo k vyvážení terénních vyrovnávek z jednotlivých místností paláce, z prostoru nádvoří a ze sklepů. Kahlig výslovně uvádí některé archeologické nálezy: „Při odklízení zdiva objeveny byly krásné úlomky kamenných říms a gotických kružeb, kousky kachlů pěkně dekorovaných, několik zcela zachovaných hlíněných nádob hrncovitého tvaru, úplně neporušené cihlové dlaždice, úlomek tašky ze
střechy, jakož i kus starého děla. Věci ty uschovány jsou zatím na hradě. Vrátný je ochotně za spropitné ukáže.“
V letech 1977–1978 položil několik zjišťovacích sond v prostoru hradního kopce archeolog Jiří Pavelčík, který se soustředil zejména na existenci a ověření pravěkého původu pozůstatků valového opevnění v západním předpolí hradu a na rozsah osídlení z pozdní doby bronzové. V samotném areálu hradu nechal v roce 1978 položit na druhém a čtvrtém hradním nádvoří zjišťovací sondy promovaný historik Rostislav Janošík. V prostoru nádvoří paláce odkryl část kamenné dlažby a základy obdélné stavby sloužící patrně k hospodářským účelům, která zanikla během renesanční přestavby v 16. století.
Po roce 1978, kdy se hlavním projektantem obnovy hradu stal architekt Zdeněk Gardavský, probíhaly vedle celé řady oprav a nutných rekonstrukcí také rozsáhlé koncepčně vedené práce na renovaci hradního areálu. Od roku 1980 se na velké části úprav a stavebních prací podíleli dobrovolníci zapojení do Hnutí Brontosaurus.
Archeologické poznávání hradu v 90. letech 20. století je spojeno s osobností archeologa Jiřího Kohoutka ze zlínské expozitury Ústavu archeologické památkové péče Brno, jednou z nejvýraznějších osobností průzkumu hradů v oblasti jihovýchodní Moravy. Pod jeho vedením proběhly na Helfštýně v roce 1994–1996 archeologické výzkumy v místě objektu Pekárny, u vstupu do prostoru příhrádku, tzv. Psince, před čtvrtou hradní bránou, a dále v jižní části východního křídla paláce s cílem ověřit zde existenci předpokládané hradní kaple.
V letech 2007–2008 provedli archeologové Muzea Komenského v Přerově Jan Mikulík a Zdeněk Schenk revizní archeologický výzkum v interiéru Poděbradské bašty vedle páté brány na palácovém nádvoří, kde byly v roce 2001 při odkopu stavební suti odkryty pozůstatky černé kuchyně se základy tří topenišť a porcovací vany. Interiér tohoto objektu spolu s částí dochovaných stavebních prvků se stal základem nové expozice Archeologie na hradě Helfštýn, otevřené v roce 2012.
V letech 2017 až 2020 probíhal na Helfštýně záchranný archeologický výzkum v souvislosti s projektem Muzeum Komenského v Přerově – záchrana a zpřístupnění paláce na hradě Helfštýn. Vzhledem k rozsahu a intenzitě stavbou realizovaných výkopových prací, které se do značné míry postupně dotkly prakticky všech částí hradního jádra, šlo o dosud nejnáročnější archeologický úkol v dějinách průzkumu této významné hradní lokality.
V roce 2018 došlo před zahájením výkopových prací, souvisejících se statickým zajištěním západního úseku hlavní hradební zdi, k zachycení novověké dlažby zčásti odkryté na nádvoří paláce již během výzkumu v roce 1978 spolu se základy zaniklé stavby v severozápadním koutu palácového nádvoří.
V roce 2019 probíhala patrně nejzajímavější etapa výzkumu v jednotlivých místnostech paláce, kde došlo k odstranění betonových podlah a postupnému snižování zásypů pod nimi, přičemž byly odkryty pozitivní archeologické situace. Místnosti byly pro lepší orientaci pracovně označeny číslicemi 1 až 10.
V místnosti 2 měly být původně prezentovány odkryté základy nejstarší hradní kaple. Místnost byla opakovaně podrobena výzkumu, jehož výsledky však hypotézu o existenci kaple jednoznačně nepotvrdily. Na východní straně místnosti byl zachycen průběh hradební zdi, s dochovanou omítkou na vnějším líci. K této zdi byly v průběhu vrcholného a pozdního středověku postupně přizděny objekty různého stáří a významu.
V místnosti 6 situované v severovýchodní části paláce byl v letních měsících 2019 odkryt prostor o rozměrech 3,4 m x 5,4 m. Pod vrstvou stavební suti o síle 1,3 až 1,4 metru se zde nacházela část unikátně zachovaného interiéru do nádvoří otevřené předsíně, jež byla přistavěna ke staršímu objektu severního paláce ve druhé polovině 14. století. V rámci radikální renesanční přestavby došlo v 16. století k rozebrání staršího objektu, na jehož základech vznikl nový palác v rozsahu přibližně takovém, jak jej známe dnes. Za pozoruhodné lze označit dochované fragmenty původních barevných nátěrů na povrchu architektonických článků. Zastoupena je černá, bílá a červená barva. Tento jedinečný nález nám umožňuje vytvořit si názornou představu o finální výtvarné úpravě zdejších interiérů i exteriérů v období vrcholné a pozdní gotiky. Dochovanou podlahu původní místnosti tvoří čtvercové oxidačně pálené dlaždice. Dlažba byla na jihozápadní straně porušena založením obvodové zdi renesančního paláce, na straně jihovýchodní založením příčné zdi oddělující stávající místnosti 5 a 6. Na povrchu zdí archeologicky odkrytého interiéru se dochovaly tři vrstvy gotických omítek, z nichž nejstarší nese na několika místech relikty malované výzdoby, která původně byla patrně velmi působivá. Za unikátní lze považovat zbytky heraldické výzdoby. Jde o nakoso umístěný erb, který je barevně dělen na několik polí. V rámci hradů dnešního Olomouckého kraje jde o zcela výjimečný archeologicky objevený doklad vysoké úrovně středověké kultury.