Pilskalnu apmeklējis un savā 1892. gada darbā pieminējis Augusts Bīlenšteins (August Bielenstein). 20. gs. 20. gados pilskalnu uzmērojis Ernests Brastiņš.

Arheoloģiskie izrakumi pilskalnā un senpilsētā veikti 1938.–1940. un 1942. gadā Valdemāra Ģintera, 1949. gadā – Emīlijas Brīvkalnes, 1969. un 1970. gadā – Māra Atgāža vadībā. 2017. gadā Arturs Tomsons veicis izrakumus pie Mežotnes pilskalna iespējamā ostas vietā.

Laikā no 2010. līdz 2019. gadam pilskalnā un senpilsētā veikti vairāki arheoloģiskās uzraudzības darbi saistībā ar teritorijas sakārtošanu un labiekārtošanu: 2010., 2011., 2017. gadā uzraudzības vadītājs Jānis Grūbe, 2013., 2014., 2017., 2018. gadā – Daira Līdaka, 2015., 2018., 2019. gadā – Mārtiņš Lūsēns.

Teikas par Mežotnes pilskalnu ir pierakstītas salīdzinoši vēlu, un tajās jūtams jaunāko laiku uzslāņojums. 1926. gadā pierakstītajā teikā stāstīts, ka reiz kāds ganuzēns ganījis aitas pie pilskalna. Rīts bijis agrs, zēnam nācis miegs, viņš apgūlies un iemidzis. Kad atmodies, tad redzējis, ka trūkst vienas aitas. Atradis to, mierīgi ēdot starp krūmājiem. Zēns gājis dzīt to atpakaļ, bet aita bēgusi prom. Vienā krūmā aita iegājusi alā. Zēns līdis aitai pakaļ. Sev priekšā viņš pamanījis seno Mežotnes pili. Pils pagalmā, uz šķēpiem atspiedušies, stāvējuši seno zemgaļu kareivji. Zēns gribējis bēgt, bet kāda balss viņam teikusi: “Redzi šos mēmos varoņus un mācies no viņiem aizstāvēt savu tēviju”. Zēns ļoti nobijies un steigšus izdzinis aitu no alas ārā, un ilgi nav rādījies uz šo pusi. (1926, teicējs Rūdolfs Būčus no Mežotnes.)

Jānis Mērnieks stāstījis, ka Mežotnes pilskalnā bijusi smuka pils. Kādreiz tā iegrimusi zemē, un tajā vietā palikusi bedre, pilna ar ūdeni. Pa ūdens virsu peldējusi pīle. Kad cilvēki sanākuši skatīties, pīle palīdusi zem ūdens un izlīdusi tur, kur tagad atrodas avotiņš. Pēc tam pīle ieskrējusi atvarā un pazudusi. Bet tur, kur pīle izlīdusi no zemes, sācis tecēt ūdens. Kad pīle pazudusi, ūdens no bedres arī pazudis, bet avotiņā turpinājis tecēt un tek vēl šodien. (1939, teicējs Jānis Mūrnieks no Bauskas.) Līdzīgu teiku pierakstījusi Alise Laua 1947. gadā. Reiz uz pilskalna stāvējusi pils, kas esot nogrimusi. Iedobums vēl tagad redzams. Ja dobumā pa caurumu ielaista pīle, tad tā izpeldējusi Lielupē. Pēc Jēkaba Kirtovska teiktā, Jaungada naktī Viesturkalnā spokojoties senlatviešu kareivji. (1939, teicējs Jēkabs Kirtovskis no Rundāles.)

Pilskalns ierīkots Lielupes kreisajā krastā uz zemes stūra. Austrumos to norobežo 16 m augsts Lielupes krasts, ziemeļu pusē – 16 m dziļa dabīga grava ar sīku strautiņu, rietumos un austrumos pilskalns nocietināts ar diviem vaļņiem un grāvjiem. Pilskalna plakums 3500 m², vaļņa augstums 7–8 m, apakšējais valnis ap 200 m garš un 2–6 m augsts. Pie pilskalna ap 13 ha liela senpilsēta. Mežotnes kompleksā ietilpst arī otrs pilskalns – Vīnakalns, kas, iespējams, ir nocietināta kulta vieta, un divi kapulauki.

Pēc zviedru valodnieka Riharda Ekblūma (Richard Ekblom) un arābu ģeogrāfa Idrīsī (1100–1165, Abu Abdullah Muhammad al-Idrisi, أبو عبد الله محمد الإدريسي القرطبي الحسني السبتي) kartes aprakstā minētā, Medsūna (mdswna) identificējama kā Mežotne.

Mežotnes pils vairākkārt pieminēta 13. gs. rakstītajos avotos. Indriķa Livonijas hronikā (Heinrici Cronicon Lyvoniae) aprakstītas cīņas ar zemgaļiem 1219. un 1220. gadā pie Mežotnes pils (castrum Mesiothe). Saskaņā ar Indriķa Livonijas hronikas ziņām, 1219. gadā Mežotnes zemgaļi, kuri cieta no lietuviešu uzbrukumiem, lūdza bīskapa Alberta (Adalbertus) palīdzību un 300 novada vīrieši, “neskaitot viņu sievas un bērnus”, piekrita kristīties. Tērvetes novada zemgaļu vecākais Viestards (Vesthardus, Vester) ar karaspēku ieradās Mežotnē un mēģināja pili ieņemt, kas neizdevās. Kad kaujā krita Viestarda māsasdēls, Tērvetes zemgaļi atkāpās, bet atceļā sakāva vācu papildspēkus, kuri pa Lielupi (hronikā – Mūsu) devās uz Mežotni. Palikuši bez papildspēkiem, vācieši pili atstāja, un Mežotnes zemgaļi atkrita. 1220. gada februārī liels kristiešu karaspēks, kurā, kā rakstīts Indriķa hronikā, “kopā ar viņiem kā pirmais bija augstu cienījamais Līvzemes bīskaps ar Saksijas hercogu un visiem krustnešiem, kā arī ordeņa mestrs ar saviem brāļiem. Un viņi ar četriem tūkstošiem vāciešu un vēl četriem tūkstošiem līvu un letu virzījās uz Salu, vezdami līdzi lielu mašīnu un citas mazākas, kā arī visas pārējās ierīces pils aplenkumam”. Pēc sīvas cīņas pils aizstāvji bija spiesti padoties. Ap 100 Mežotnes vecāko, kuri jau bija padevušies, tika nodevīgi nogalināti. Acīmredzot Mežotnes zemgaļi atkrīt vēlreiz, 1259. gada Šābja (Schabe) sacelšanās laikā. Saskaņā ar Atskaņu hronikas (Älteste Livländische Reimchronik) ziņām, 1271. vai 1272. gadā ordeņa mestrs Valters no Nordekas (Walter von Nortecken, Nordeck) vēlreiz ieņēma Mežotnes (Mezoten) pili. Tā ir pēdējā reize, kad Mežotnes pils minēta kā patstāvīga zemgaļu pils. Lai gan pils padevās bez cīņas, tā acīmredzot izpostīta, jo ordeņa mestra Gerharda no Jorkes (Gerhard von Jorke) laikā, 1321. gadā, Mežotnē celta ordeņa pils (gebuwet dat Schlot Meysaten in Semgallen), kas arī bijusi koka.

Saskaņā ar Vartbergas Hermaņa hronikas (Hermanni de Wartberge Chronicon Livoniae) ziņām, 1346. gadā lietuvieši Mežotnes pili nopostīja pilnīgi.

Mežotnes pilskalns, visticamāk, nav atradies viena vecākā, bet vairāku vecāko kontrolē, no kuriem vārdā nosaukti Madis (Made) un Gailis (Gayle), kas šo zemgaļu pili atšķir no citiem 12.–13. gs. centriem.

Lielākais pakavveida valnis ir 7–8 m augsts, 75 m garš, tas uzmests plakuma rietumu malā. Mazākais valnis puslokā apņem pilskalna pakāji no dienvidu un rietumu puses. Abi vaļņi arheoloģiski pētīti, tos pārrokot. Lielajā valnī konstatēti 10 slāņi, kas liecina, ka 9.–13. gs. pils degusi 10 reizes. Katrā atjaunošanas reizē valnis paaugstināts – ap 800. gadu tā augstums bijis 3,5 m, 13. gs. – 7,5–8 m.

Kopš 10. gs. uz vaļņa atradušās divas ar starpsienām saistītas guļbaļķu sienas, izņēmums ir 12. gs., kad kādu laiku pastāvējusi tikai viena siena. Lielākie pārbūves darbi pilskalnā veikti 11. gs. Stāvo nogāžu māla seguma nostiprināšanas nolūkā vaļņa kodols nostiprināts ar stāvkoku rindu. Vaļņa virsma paaugstināta ar vairāk nekā 2 m augstu mālainas zemes uzbērumu, vaļņa ārpusē izveidots stāvs kritums. Uz vaļņa atradusies aizsargceltne, kas sastāvējusi no paralēlām guļkoku sienām, kas atradušās 2,40 m atstatu viena no otras, paralēlās sienas saistītas ar starpsienām, kuras atradušās 6,5 m atstatu viena no otras.

13. gs. sākumā vaļņa aizsargkonstrukcijas pamati bijuši nostiprināti ar akmeņu rindām un guļbaļķu sienas apmestas māliem. 9.–13. gs. ieeja pilī vedusi caur lielā vaļņa ziemeļu galā ierīkotu ap 2 m platu eju, kurā vislabāk saglabājušās 11. gs. vārtu nocietinājuma paliekas. Vaļņa malas vārtu sprauga nostiprināta ar vertikāli liktiem baļķiem, virs kuriem atradusies guļbūvē celta vārtu celtne. Mazākais valnis uzbērts vienā paņēmienā, domājams, jau pilskalna pastāvēšanas sākuma posmā.

9. gs. slānī zem ugunsgrēkā sabrukušām aizsargceltnēm atsegti divi bojā gājuši pils aizstāvji. Viena kritušā galvas rajonā atrasts šķēps. Par cīņām liecina arī zem deguma slāņa atrastais 9. gs. zobens.

Pilskalna plakumā konstatētas 14 dzīvojamās un saimniecības ēkas, kā arī maltuve. Senpilsētā konstatētas divas celtņu grupas. Celtnes bija saglabājušās tikai apakšējo vainagu līmenī. Lielāko celtņu izmēri 8 x 6 m, mazāko – 5 x 4 m. Celtnes bijušas apmestas ar māliem.

Pilskalnā konstatētas 14 krāšņu paliekas, sešas krāsnis veidotas no māliem, bez akmeņu pamata, divas krāsnis krautas no akmeņiem, vēl divas – no akmeņiem ar mālu kā saistvielu. Četras 13. gs. krāsnis mūrētas no akmeņiem, māliem un ķieģeļiem.

Pilskalnā atradušās rotkaļa un kalēja darbnīcas.

Iegūts vairāk nekā 3600 senlietu, kuras glabājas Latvijas Nacionālā vēstures muzeja krājumā. Zem akmens bruģa atklāts rotu depozīts, kas attiecas uz pilskalna pastāvēšanas pirmo posmu un ierakts ap 9. gs. Depozīta sastāvā viena bronzas stopsakta ar zvērgalvu galiem, viena bronzas šķērsotā stopsakta ar sudraba platējumu, trīs pakavsaktas, divas bronzas spirālaproces. Senlietas pārsvarā raksturīgas zemgaļu vēlā dzelzs laikmeta kultūrai.

12. gs. celtnē atrasta kriju vācele ar labības graudiem, atrasts arī māla trauks ar labības graudiem.

Līdz 13. gs.sākumas Mežotne bija nozīmīgākais centrs Austrumzemgalē, Upmales zemes (terra Opemele, Upemolle, Uppemel) centrs.

1220. gada dramatiskās cīņas pie Mežotnes tēlaini attēlotas Viļa Plūdoņa balādē “Salgales Mada loms” (1913).

Mežotnes pilskalns ar senpilsētu, kapulauku un netālu no tā situēto Vīnakalnu, kā arī atjaunoto Mežotnes baznīcu un tās tuvumā esošo kapsētu, kurā apbedīti firstu Līvenu dzimtas piederīgie, veido kompleksu ar bagātu vēsturisko saturu.

No Mežotnes pilskalna paveras skaists skats uz Lielupi un Mežotnes pili pretējā upes krastā. 2012. gadā labiekārtošanas darbos aizbērts arheoloģisko izrakumu laikā veiktais pārrakums pilskalna valnī. Pie Mežotnes baznīcas ir ierīkota autostāvvieta un tūrisma informācijas centrs. Vieta ir labiekārtota un piemērota tūrisma vajadzībām.