Η πανεπιστημιακή ανασκαφή στη θέση «Βρυόκαστρο» της Κύθνου (Κυκλάδες) άρχισε το 2002 και συνεχίζεται έως σήμερα. Είχε προηγηθεί συστηματική επιφανειακή έρευνα κατά τα έτη 1990-1995 και 2001. Η θέση ταυτίζεται με την αρχαία πόλη της «Κύθνου» της ομώνυμης νήσου των Κυκλάδων, η οποία κατοικήθηκε από τον 12o αι. π.Χ. έως και τον 6o-7o αι. μ.Χ.
Οι έως σήμερα πανεπιστημιακές ανασκαφές, οι οποίες πραγματοποιούνται σε συνεργασία με την τότε ΚΑ' Εφορεία Προϊστορικών και Κλασικών Αρχαιοτήτων, έφεραν στο φως ένα ασύλητο ιερό των αρχαϊκών, κλασικών και ελληνιστικών χρόνων. Το ιερό ανασκάφτηκε από το 2002-2006 στο Βόρειο τμήμα του επονομαζόμενου «Μεσαίου Πλατώματος» της Άνω Πόλης. Πρόκειται για μοναδικό εύρημα καθώς το «άδυτο» του ναού (Κτίριο 3) βρέθηκε άθικτο, με όλα τα πολύτιμα ως επί το πλείστον αφιερώματα στη θέση τους (80 από αυτά εντάχθηκαν στην έκθεση VANITY που διοργάνωσε η ΕΦΑ Κυκλάδων στη Μύκονο. Πομπηία και Κίνα). Νότια του ναού ανασκάφτηκαν δύο βωμοί καθώς και ένας εκτεταμένος «αποθέτης» που περιείχε και αυτός εκατοντάδες πολύτιμα αφιερώματα.
Από το 2009 επαναλήφθηκαν οι ανασκαφικές έρευνες. Δυτικά του ιερού άρχισε να ερευνάται το μνημειακό ανάλημμα Δυτικά του ανασκαμμένου ιερού (Άνδηρο 4, που ίσως ταυτίζεται με την Αγορά της πόλης των ελληνιστικών χρόνων) και λίγο χαμηλότερα ανασκάφτηκε πλήρως μεταξύ 2009-2013 ένα διώροφο δημόσιο κτίριο της κλασικής-ελληνιστικής περιόδου, πιθανόν το πρυτανείο της αρχαίας πόλης (Κτίριο 5).
Το 2017-2018 πραγματοποιήθηκε ανασκαφική έρευνα στο Νότιο τμήμα του «Μεσαίου Πλατώματος», σε συνέχεια επιφανειακών καθαρισμών που διενεργήθηκαν το 2016 (Κτίρια 1 και 2). Ερευνήθηκαν δύο μνημειώδη κτίρια των κλασικών – ελληνιστικών χρόνων, ένας βωμός και το περιεχόμενο παρακείμενης αρχαίας δεξαμενής. Τα ευρήματα υπήρξαν και πάλι σημαντικά, καθώς, πέραν των μνημειακών αρχιτεκτονικών καταλοίπων, ήρθαν στο φως, αρχιτεκτονικά μέλη, επιγραφές, μαρμάρινα γλυπτά, πήλινα ειδώλια και μικρά αντικείμενα όλων των κατηγοριών, που τεκμηρίωσαν ότι πρόκειται για ιερό όπου συστεγάζονται λατρείες, μεταξύ αυτών του Ασκληπιού, της Αφροδίτης και των Σαμοθρακίων Θεών. Η έρευνα στον συγκεκριμένο χώρο δεν ήταν δυνατόν να ολοκληρωθεί λόγω του ιδιοκτησιακού καθεστώτος (πρόκειται για την ιδιοκτησία Φλώρας Κοκιασμένου που τελικώς αγοράστηκε υπέρ του Δημοσίου το 2020 από την ΑΜΚΕ ΑΙΓΕΑΣ προκειμένου να συνεχιστούν οι ανασκαφές (βλ. παρακάτω).
Το 2018-2020, η ανασκαφή συνεχίστηκε στην ανεξερεύνητη νησίδα «Βρυοκαστράκι» που κατά την αρχαιότητα ήταν συνδεδεμένη με την ακτή και οριοθετούσε προς Δυσμάς το αρχαίο λιμάνι της πόλης. Τα αποτελέσματα και εδώ ήταν θεαματικά. Για πρώτη φορά η παρουσία κεραμεικής και εργαλείων από οψιανό πιστοποίησαν την κατοίκηση της θέσης κατά την Πρωτοκυκλαδική Εποχή (3η χιλιετία π.Χ.). Στο Νότιο άκρο της νησίδας αποκαλύφθηκε ένα μνημειώδες ανάλημμα και εξίσου μνημειώδης βωμός ιερού των Γεωμετρικών – Κλασικών χρόνων. Ανάμεσα στα πολυάριθμα ευρήματα της περιοχής του ιερού συγκαταλέγονται και λίγα όστρακα της Υστεροελλαδικής ΙΙΙ Γ περιόδου που για πρώτη φορά τεκμηριώνουν ανθρωπινή παρουσία στη θέση και κατά τον 12ο αιώνα π.Χ. Στο μέσον της νησίδας ανασκάφτηκε τρίκλιτη Παλαιοχριστιανική / Πρωτοβυζαντινή βασιλική με το «εγκαίνιον» κατά χώραν και πολλά μαρμάρινα spolia (η πρώτη που ανασκάπτεται στο νησί). Τέλος, κατά μήκος της Ανατολικής πλευράς την νησίδας αποκλύφτηκε επίμηκες κτιριακό συγκρότημα (μήκ. 90 μέτρων) που περιλαμβάνει 15 ορθογώνια δωμάτια. Ο Δυτικός τοίχος του συγκροτήματος χρησίμευε και ως οχύρωση. Η αρχική χρήση του συγκροτήματος ανάγεται τουλάχιστον στα αρχαϊκά χρόνια αλλά οι έρευνες μέχρι σήμερα έχουν επικεντρωθεί στις φάσεις της Ύστερης Αρχαιότητας και των Πρωτοβυζαντινών χρόνων. Ανάμεσα στα ευρήματα σημαντική θέση κατέχουν επιγραφές των κλασικών – ελληνιστικών χρόνων που φωτίζουν άγνωστες πτυχές της ιστορίας και πολιτικής οργάνωσης των Κυθνίων.
Επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας του πανεπιστημίου είναι ο καθηγητής Αλέξανδρος Μαζαράκης Αινιάν. Την περίοδο του τελευταίου πενταετούς ανασκαφικού προγράμματος συνδιευθυντής της συνεργατικής ανασκαφής από πλευράς ΕΦΑ Κυκλάδων ήταν ο Έφορος Αρχαιοτήτων Δημήτρης Αθανασούλης. Την Εφορεία Αρχαιοτήτων Κυκλάδων του ΥΠ.ΠΟ.Α. στο Βρυόκαστρο εκπροσωπεί η αρχαιολόγος Δώρα Παπαγγελοπούλου, υπεύθυνη για τις αρχαιότητες της Κύθνου.
Παράλληλα, από το 2005 έως το 2011 πραγματοποιήθηκε υποβρύχια έρευνα και ανασκαφή στον όρμο του Μανδρακίου, το αρχαίο δηλαδή λιμάνι του Βρυοκάστρου. Αποτυπώθηκαν ολόκληρη η λιμενολεκάνη και τα κτίσματα που εντοπίστηκαν τόσο στην ακτή όσο και στον πυθμένα της θάλασσας και ανασκάφηκε ένα εξ' αυτών, που πιθανώς ταυτίζεται με τμήμα του καταβυθισμένου παράκτιου οχυρωματικού τείχους. Το 2008-09 η ανασκαφή έφερε στο φως στο βυθό σημαντικά μαρμάρινα γλυπτά της ρωμαϊκής περιόδου που μεταφέρθηκαν στις εγκαταστάσεις της Εφορείας Εναλίων Αρχαιοτήτων στην Αθήνα για συντήρηση.
Η ενάλια ανασκαφή πραγματοποιήθηκε από τον Τομέα Αρχαιολογίας του Τμήματος Ιστορίας, Αρχαιολογίας και Κοινωνικής Ανθρωπολογίας (ΙΑΚΑ) του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, με τη συνεργασία της Εφορείας Εναλίων Αρχαιοτήτων του ΥΠ.ΠΟ.Α. Επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας του πανεπιστημίου ήταν ο καθηγητής Α. Μαζαράκης Αινιάν. Διευθυντής της υποβρύχιας ανασκαφής από την πλευρά της Εφορείας Εναλίων Αρχαιοτήτων ήταν ο Δρ. Δημήτρης Κουρκουμέλης.
Το καλοκαίρι του 2022 προβλέπεται η συνέχιση της ανασκαφής της Ακροπόλεως και των ιερών του Μεσαίου Πλατώματος στο Βρυόκαστρο.
Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος ΕΛΙΔΕΚ «From Polis to Castle: Long-term transformations in the Cycladic island of Kythnos(11th c. BC –7th c. AD)» θα πραγματοποιηθεί διετές πρόγραμμα επιφανειακής έρευνας στο Μεσαιωνικό Κάστρο της Ωριάς, καθώς και ενάλιες αναγνωριστικές έρευνες στους δύο όρμους που πλαισιώνουν το Κάστρο.
Τέλος, εντός του 2022 αναμένεται η ολοκλήρωση του νέου αρχαιολογικού μουσείου της Κύθνου, ενώ ο αρχαιολογικός χώρος της αρχαίας πόλης, έχοντας αναδειχθεί, θα είναι πλέον επισκέψιμος.