В вышедшем после его смерти четырёхтомном издании «Подземный Рим» (1615–1629, 1632 гг.), которое подверглось существенному редактированию в Ватикане, были заложены основы метода римской католической школы, утверждавшей примат письменных источников. Главной целью Антонио Бозио было не научное исследование, а раскрытие духовного смысла памятников ранней церкви, он изучал катакомбы как важное свидетельство «Церкви мучеников». Труд Антонио Бозио вызвал критику приверженцев Реформации и даже части просвещённых католиков: бенедиктинец Жан Мабильон (1638–1707 гг.) осторожно выражал сомнение в подлинности мощей из катакомб; историк епископ Жильбер Бюрне, посетив Италию в 1685–1686 гг., счёл катакомбы шахтами, их живопись он описал как готическую, а погребения – как смесь христианских и языческих; так же полагал Ф.М. Миссон. Их издания, вышедшие в Роттердаме, Лондоне и Париже, были популярными в первой половине XVIII в. С середины XVII в. исследования катакомб прекратились, а ватиканские хранители-антикварии, например, Марко Антонио Больдетти (1663–1749 гг.), в основном, опустошали катакомбы, вынося из них даже фрагменты росписей. Тем не менее, в изучении катакомб католическая церковь претендовала на монопольные права (отчасти эти претензии сохранились и в настоящее время), и развитие методов классической археологии было воспринято как вызов. После того как за пределами Италии в 1830 – начале 1840 гг. вышли посвящённые катакомбам труды специалистов по позднеантичному искусству (особенно работы Дезирэ Рауль-Рошетта), в римской школе началось формирование своего метода научного исследования катакомб. Папа Григорий XV назначил на должность «суперинтенданта святых мощей и кладбищ» знатока эпиграфики Джузеппе Марки (1795–1860 гг.), который настаивал на том, что реликвии нельзя изучать вне архитектурного и археологического контекста, и начал борьбу с их изъятием из катакомб. Была составлена научная программа, разработана хронология росписей, издано введение к серии публикаций по архитектуре, живописи и скульптуре катакомб. В 1840–1850 гг. ученик Марки Антонио Больдетти секретарь Ватиканской библиотеки Джованни Баттиста Де Росси (1822–1894 гг.), следуя описаниям в итинерариях и изучая многочисленные граффити вблизи главных входов в катакомбы, выявил зоны почитания мучеников и определил благодаря «эпитафиям папы Дамаса» (366–384 гг.) местонахождение кладбища пап III в. в катакомбах св. Каллиста на Аппиевой дороге. В 1852 г. Пий IX создал «Комиссию священной археологии» («Commissione di archeologia sacra»), купил «кимитирий Каллиста» и начал раскопки. Дж. Б. Де Росси подготовил пятитомное издание «Подземный Рим» (при его жизни вышло три тома), издавал специальные журналы, читал публичные лекции в катакомбах в дни памяти святых. Он смог доказать, что катакомбы не были впервые созданы христианами, не служили убежищами во времена гонений, не строились для совершения богослужений (хотя стали местом поминальных служб и литургии в последней четверти III – начале IV вв.); христианство и язычество в Риме III в. были тесно взаимосвязаны; верующие являлись членами хорошо организованных погребальных сообществ, и катакомбы – это результат их целенаправленной деятельности. Была установлена в целом верная хронология устройства христианских катакомб – вторая половине II – V вв.