С 1910 гг. швейцарский учёный П. Штигер усовершенствовал методику изучения катакомб. Он смог реконструировать ход работ в галереях и установил принципы их датировки, не зависимые от стилистического анализа росписей: нижние галереи разрабатывались позже верхних; локулы верхних рядов старше нижних; вторично использованные саркофаги не позволяют датировать сооружение, подобно сделанным вне контекста находкам (монеты, стекло и керамика). В основу хронологии была положена стратиграфия. П. Штигер доказал, что катакомбы, в основном, использовали в IV в., после издания Миланского эдикта; что они возникли не для укрытия от гонений; что христианских катакомб, близких ко времени апостолов, не существует, а немногие древнейшие катакомбы восходят ко II в. Стало ясно, какие социальные изменения привели к развитию катакомб – от частных семейных гробниц к общинным, которые с конца III–IV в. являлись общецерковной собственностью. Хронологическая стратификация позволила уточнить сюжеты росписей (до ХХ в. их интерпретации часто ошибочны): оказалось, что до 313 г. в катакомбах встречается всего семь ветхозаветных и шесть новозаветных сцен, а в IV в. в катакомбах их больше 60. Факты истории катакомб к середине XX в. систематизировали А.М. Шнайдер (1951 г.), П. Тестини (1958 г.) и другие исследователи; таким образом, археология катакомб получила надёжное основание. Раскрытие древнейших частей катакомб показало исследователям, что до конца II в. их не строили, а первых христиан погребали на общих языческих кладбищах (например, Isola Sacra в Остии II–III вв.). Погребение папы Каллиста I (217–222 гг.) на Аврелианской дороге стало доказательством того, что катакомбыпоявились до 222 г. или раньше («кладбище (крипту) пап» папа Зефирин около 210 г. передал в управление диакону Каллисту; катакомбы Лукины (di Lucina) существовали к моменту погребения папы Корнелия; в катакомбах Новациана (di Novaziano) древнейшие надписи – 266 и 270 гг.). В первой половине III в. катакомбы конструктивно вполне сложились, но художественно оставались почти неоформленными (папы III в. погребены в локулах с простыми плитами), лишь папа Дамас I положил начало традиции их украшения, заново оформив старые гробницы (базовое исследование опубликовано в 1940 г. А. Ферруа). Изучение иудейских катакомб в саду виллы Торлония (III в.) и на Винья-Ранданини доказало, что они возникли одновременно с христианскими (в конце II – начале III вв.) и не могли служить для них прототипом, их художественное развитие шло параллельно, имея общие истоки – античную живопись. Новые открытия продолжают расширять и углублять представления о ранних христианских катакомбах. Так, в 2000 гг. в катакомбах святых Марцеллина и Петра исследован ряд кубикул, куда в конце II – III вв. единовременно (слоями) уложили останки более 1 тыс. усопших, их тела были спеленаты бинтами, пропитанными особым раствором. Группа исследователей из Италии, Франции и Нидерландов доказала, что, в основном, это были молодые люди, не убитые, но умершие в короткий промежуток времени, вероятно, от эпидемии. В 2009 г. Папская комиссия по священной археологии (Pontificia Commissione di Archeologia Sacra) объявила о расчистке в катакомбах св. Фёклы (di Santa Tecla) одного из ранних (рубеж IV и V вв.) изображений апостола Павла.