Prva sistematska arheološka istraživanja Sirmijuma počela su 1957. godine, sa Carskom palatom (lokalitet 1a). Lokalitet je otkriven prilikom pripreme terena za izgradnju stambene zgrade. Radovi su najpre zaustavljeni privremeno, a zatim trajno kada su otkiveni masivni zidovi, ostaci grejnog sistema i podni mozaici. Otkriće rimskog cirkusa (hipodrom kod Grka) u neposrednoj blizini palate pružio je presudne argumente da se objekat identifikuje kao carska palata.

Građevinski kompleks palata-cirkus je jedan od najvažnijih arheoloških nalazišta u Sremskoj Mitrovici. Podignut je krajem III ili početkom IV veka u jugoistočnom, elitnom delu grada, uz reku Savu. Bezbednost su mu je pružao novoizgrađeni gradski odbrambeni zid.

Carske palate u rimsko doba su imale službeni prostor za obavljanje carskih dužnosti (oficijelni deo), a takođe i privatne prostorije za stanovanje cara i njegove porodice (rezidencijalni deo). Cirkusi podignuti uz palate predstavljaju zvaničan arhitektonski sklop za ceremonijalno pokazivanje vladara svom narodu. U njima su se odvijale trke kolima (bigae, quadrigae) koje su bile najpopularniji sport u antičkom svetu. Rimski cirkusi su poznati širom carstva, a Sirmijumski cirkus je jedini koji je do sada otkriven u našoj zemlji.

Na lokalitetu se danas može videti samo jedan deo imperijalnog kompleksa. Prezentovani zidovi i podovi u većem delu predstavljaju stambeni deo palate. O luksuznoj unutrašnjoj dekoraciji svedoče fragmenti fresaka, mozaički podovi, arhitektonska dekoracija od raznovrsnog kamena koji je dopreman sa raznih strana sveta: iz Egipta, Male Azije, Grčke, Italije... Instalacije za zagrevanje toplim vazduhom otkrivene su ispod skoro svakog poda prostorija palate. O dužini nastanjivanja i čestoj upotrebi palate svedoče brojne prepravke, mozaički podovi u nekoliko nivoa i brojni arheološki nalazi.