Il sito della villa romana è nel seno del Varignano Vecchio, affacciato sul mare, tra la zona del santuario delle Grazie e, a nordest, del forte militare omonimo. Scavi condotti dal 1967 al 1986 hanno portato alla luce un complesso tardo repubblicano, situato in una posizione particolarmente felice: situata al fondo di una piccola valle ricca di acque, la villa è prospiciente il mare, circondata da un fundus coltivato a oliveto, forse anche con zone boschive e di pascolo. La prima fase di costruzione della villa è datata alla prima metà del I secolo a.C., in epoca sillana.

Come ogni villa romana, anche questa era costituita da un edificio destinato alla residenza del proprietario collegato ad un'area dedicata all'attività agricola, in questo caso prettamente legata alla produzione e alla lavorazione dell'olio d'oliva. Il quartiere padronale, pars urbana (1320 m²), e la zona produttiva, pars fructuaria (1760 m²), sono qui separate da una corte (4800 m²) che fungeva a luogo delle lavorazioni del torcularium (frantoio per olio).

Gli appartamenti del dominus erano concepiti lungo uno sviluppo orizzontale, con atri pavimentati a mosaico e ambienti per il soggiorno e per il riposo notturno. L'impianto per la lavorazione dell'olio, erano presenti due torchi per la spremitura, vasche di decantazione e una cella olearia a cielo aperto, rimase attivo fino al I secolo d.C.

È da questo periodo infatti che l'area del fattore (vilicus) subì una significativa trasformazione architettonica, dagli archeologi definita per l'appunto seconda fase: fu realizzato un impianto termale privato, dotato di locali riscaldati e di vasche per bagni caldi e freddi. A questo scopo, per disporre della necessaria riserva d'acqua, fu costruita una cisterna con soffitto a volta, particolare questo considerato pressoché unico[2] nel suo genere rispetto ad analoghi edifici romani dell'Italia settentrionale.