Patara Deniz Feneri, büyük olasılıkla 15. yüzyılda tahrip olmuş ve Patara Liman Koyu’nun güneybatı ucunda bir kayalığın üzerinde yükselmekteydi. Yapının kalıntıları, 2004-2005 yıllarında, devasa bir kum tepesinin altından yapılan detaylı kazı çalışmaları sonucunda ortaya çıkarılmıştır. Yerel kireç taşından yapılmış 2500’ün üzerinde yapı bloğu, kazı sırasında çıkarılarak, hemen yakın bir alanda tasnif edilmiştir.

Gerçekleştirilen analizler ve 3D tarama destekli dijital rekonstrüksiyon çalışmaları, yapı elemanlarının büyük bir kısmının günümüze ulaştığını ve zarar görmüş olmasına rağmen tekrar birleştirilebilecek durumda olduğunu ortaya koymuştur. Bu özellikleriyle Patara Deniz Feneri, antik dönemden günümüze neredeyse eksiksiz bir şekilde ulaşabilmiş nadir örneklerden biri olarak kabul edilmektedir.

Yapı, tek bir seferde planlanmış ve inşa edilmiştir; dolayısıyla fenerin kullanım süresi boyunca kayda değer bir mimari değişikliğe uğramadığı anlaşılmaktadır. İki basamaklı bir podyum üzerinde yükselen fener, silindirik bir kuleden meydana gelir. Kule, iç içe geçmiş iki silindirik yapıdan oluşur ve aralarında spiral döngülü bir merdiven bulunmaktadır. Bu merdiven, kuleye girişin sağlandığı kuzeydeki kapıdan başlayarak, en üst kısma kadar uzanmaktadır. Kemerli pencerelere sahip kubbeli üst mekân, fenerin ışık kaynağı olan ateşin yakıldığı alan olarak yorumlanmaktadır.

Kazılar sırasında, fener kulesinin üst seviyesinde altın kaplı bronz harflerle yazılmış bir anıtsal yazıt, ayrıca doğu cephede yer alan bir heykel altlığı üzerinde ikinci bir yazıt gün yüzüne çıkarılmıştır. Bu yazıtlar, Patara Deniz Feneri’nin, İmparator Nero tarafından, denizcilerin ve deniz yolcularının güvenliği için MS 64/65 yıllarında yaptırıldığını belgelemektedir.

Kazılarda ele geçirilen seramik ve sikke buluntuları, yapının kullanım sürecinin MS 1. yüzyıldan MS 13. yüzyıla kadar uzandığını göstermektedir. Piri Reis’in haritalarında da işaretlenen Patara Deniz Feneri’nin, yeniden ayağa kaldırılması için sürdürülen restorasyon çalışmaları büyük bir özenle devam etmektedir.