Pilskalna un tā tuvākās apkārtnes plānu 1842. gadā publicēja Frīdrihs Krūze (Friedrich Carl Hermann Kruse). 1899. gadā izrakumus pilskalnā veica Antons Buholcs (Anton Buchholtz), bet 1913. gadā – Makss Eberts (Max Ebert), secinot, ka tā ir akmens laikmeta dzīvesvieta. Vēlāk M. Eberts to pieskaitīja bronzas laikmetam. 1924. gadā Mūkukalnu uzmēroja un aprakstīja Ernests Brastiņš. Sakarā ar Pļaviņu hidroelektrostacijas (HES) ūdenskrātuves izveidi, kuras teritorijā nonāca arī Mūkukalns, 1959.–1962. gadā Jāņa Graudoņa vadībā tas tika pilnībā izpētīts.

E. Brastiņš atzīmējis, ka, pēc ļaužu nostāstiem, nosaukums Mūkukalns cēlies no kāda sieviešu klostera, kas bijis uz šī kalna. Klosteri krievu karos karavīri esot nodedzinājuši.

Pilskalnam izvēlētā paugura pamatā bija dolomīta radzes paliksnis, kas dienvidu pusē pret Daugavu veidoja ap 36 m augstu stāvu krauju. Ziemeļu pusē ap 12 m augstā nogāze bija lēzenāka. Kalna plakums bija 120 x 35 m liels. Pēc Pļaviņu HES ūdenskrātuves uzpludinājuma pilskalna virsotne tagad ir sala Daugavas vidū.

Pilskalnā tika izpētīta 3613 m² liela platība. Kultūrslāņa biezums plakumā bija 0,1–0,6 m, nogāzēs – 2–2,4 m. Tajā bija izsekojami divi horizonti: senākais apakšējais un vēlākais. Senākais, ar 1. gadu tūkstoša pirmo pusi un vidu p. m. ē. datētais kultūrslāņa horizonts atklājās ziemeļu nogāzes terasē un tās tuvumā. Šajā laikā pilskalna nocietinājumus, spriežot pēc pamatzemē izveidotajām bedrēm, veidoja divu līdz trīs rindu 0,1–0,2 m resnu stāvkoku žogs, stabu starpas aizpinot ar sīkākiem kokiem vai zariem. Stabu bedres terasē liecināja, ka 2,8–3,5 x 3–5 m lielās ēkas celtas stabu konstrukcijā. Vēlākajā apdzīvotības posmā no 1. gadu tūkstoša otrās puses p. m. ē. līdz 1. gadu tūkstoša beigām m. ē. apdzīvots bija kalna plakums. Šī posma pirmajā etapā (1. gadu tūkstoša otrā puse p. m. ē.–2.–3. gs. m. ē.) aizsardzībai kalpoja koka palisādes, kuru vietas norādīja sairuša dolomīta pamatzemē izveidotie grāvīši. Ēkas šajā laikā bija izvietotas gar plakuma malu. 4. gs. pāri iepriekšējā laika nocietinājumu vietām tika izveidots masīvs 3–5 m plats akmeņu uzbērums, tā palielinot plakuma izmērus un pastāvinot ziemeļu nogāzi. Domājams, ka vēlāk uz šī akmeņu uzbēruma tika uzcelts arī zemju valnis ar koka nocietinājumiem. Šajā laikā jau bija raksturīgas guļbūves celtnes.

No 1017 atrastajām senlietām uz senāko apdzīvotības posmu attiecās akmens ķīļveida un kātcauruma cirvji, krama kasīkļi un krama bultu gali, raga rokturi, kaula smaiļi, kaula bultu gali, harpūnas, rotadatas, arī dažas bronzas rotas. Atrada arī vienu saliekamās lejamveidnes fragmentu bronzas šķēpa gala atliešanai, kas norāda uz neliela apjoma bronzas apstrādi. Vēlāko posmu raksturo dzelzs kaujas naži, bultas gals, angons, uzmavas cirvji, sirpji, naži, īleni, vērpjamo vārpstu māla skriemeļi, dzelzs un bronzas rotadatas, pakavsaktas, bronzas piekariņi. Pilskalnā atrada arī trīs depozītus, kuru sastāvā bija ieroči un rotas. Senākajā apdzīvotības posmā pilskalns pieskaitāms švīkātās keramikas pieminekļu lokam, bet 1. gadu tūkstoša otrajā pusē tur dzīvoja latgaļi. Pilskalna apdzīvotība izbeidzās 10. gs., iespējams, tāpēc, ka par galveno apkārtnes centru izvirzījās 4 km attālumā esošā Koknese.