В ходе работ он начал замечать, что вынимаемые из раскопа грунт и мусор не однородны, что они отличаются в зависимости от того, в каком из многочисленных слоев, расположенных над нижним культурным слоем, они находились. Шлиман пришел к выводу, что каждый слой относится к какому-то определенному хронологическому периоду. Постепенно ему удалось установить по крайней мере семь таких слоев, покрывающих весь холм. Позже с помощью Дёрпфельда были определены еще два. Шлиман назвал их «городами»: Первый город, Второй город, Третий город и т. д., причем счет велся с нижних слоев к поверхности. Увидев, что самый нижний слой – Троя I – принес по большей части такие находки, как грубо обработанные камни, фрагменты костей, примитивную керамику и очень мало изделий из металла – главным образом из меди, – он заключил, что ошибался, приняв Первый город за гомеровскую Трою. Тогда он подумал, что Троя – это третий снизу слой – большей толщины и со следами сильного пожара. В нем он обнаружил материальные остатки значительно более высокоразвитого общества. В частности, там были найдены многочисленные изделия из золота, серебра, меди или бронзы, в том числе богатый клад царского оружия, сосудов и украшений. В 1882 году, когда Дёрпфельд доказал Шлиману, что этот «Сожженный город» фактически является Троей II, он вернулся к вопросу датировки этого слоя. (Рис. 2.) Несколькими годами позже, в 1890 году, Шлиман и Дёрпфельд вместе пришли к заключению, что и эту датировку необходимо скорректировать. Дело в том, что около южной границы холма, на значительном отдалении от оборонительных стен Трои II, они нашли большое здание (впоследствии названное Via), план которого очень напоминал планы тронных залов во дворцах Микен и Тиринфа. Здание явно имело непосредственное отношение к культурному слою Трои VI, в котором было найдено множество фрагментов микенской керамики тех типов, какие им были уже хорошо известны после раскопок в Микенах и Тиринфе. Находка стала для Шлимана неприятным потрясением, однако он сразу же начал строить планы возобновления раскопок в большем объеме в сезоне 1891 года. Последовавшая 26 декабря 1890 года безвременная смерть лишила его возможности проверить на практике, какой город – Второй или Шестой – был той самой Троей Гомера.
Эта почетная и трудная работа легла на плечи Дёрпфельда, который в 1893-м и 1894 годах обнаружил оборонительные стены и огромные дома Трои VI, где он нашел большое количество микенской керамики. Поэтому стало ясно, что Шестой город должен был быть, по крайней мере частично, современником Микен и Тиринфа, и Дёрпфельд с уверенностью определил его как Трою Гомера и Приама.
Сорок лет спустя археологическая экспедиция университета Цинциннати смогла выделить в сохранившемся нетронутым на холме мусоре не меньше 40 пластов: каждый из девяти основных слоев, как уже отмечалось ранее, состоял из двух, трех, пяти, восьми или даже более мелких пластов, которые, без сомнения, относятся к менее продолжительным отрезкам времени, составляющим основные хронологические периоды. (Рис. 3, 4, 5, 6.)
В более широком смысле, по аналогии с системой минойской классификации и хронологией сэра Артура Эванса, сейчас стало понятно, что слои и периоды от Трои I до Трои V включительно относятся к эпохе, соответствующей раннему бронзовому веку эгейской цивилизации, а начало слоя Трои VI характеризуется резким переходом к среднему бронзовому веку. В культурном слое Шестого города переход ко второй половине века поздней бронзы эгейской цивилизации был постепенным. Однако фактически эта эпоха закончилась позже, во времена существования Трои Vila и VIIb-1. Как предложил сам Дёрпфельд в 1937 году, следуя логике исторического развития, эти две стадии можно было бы назвать Троя VIh и Троя VI к – ведь они являются прямыми наследницами этой культуры. Правда, высказывались опасения, что это будет сбивать с толку ученых и читателей, привыкших к использовавшейся на тот момент терминологии. В любом случае в культурном слое Трои VIIb-2 мы сталкиваемся с большим количеством новых предметов, что, вероятно, говорит о том, что в город пришли новые люди. Пока в точности неизвестно, как долго продержалась власть тогдашних царей, но похоже, что в итоге жители покинули город. Судя по всему, там никто не жил в течение нескольких столетий, и только в 700 году до нашей эры на месте древнего города поселились греческие колонисты. Этому периоду соответствует Троя VIII. Таким образом, получается, что периоду разрушения Илиона эллинов и римлян соответствует Троя IX.