Вторым направлением исследования стало изучение исторической топографии, которое основывалось прежде всего, на данных письменных источников (Tomaschek, 1877). В этой области особенно велики заслуги В.В. Бартольда, который показал на современной карте княжества, города и селения, каналы, торговые пути эпохи раннего средневековья (Бартольд, 1963, с. 114–237; 1965, с. 185–209).
Интерес к археологии Согда резко возрос после 1933 г., когда в за́мке на горе Муг в верховьях Зеравшана были найдены согдийские документы начала VIII в., большая часть которых принадлежала к архиву пенджикентского правителя Деваштича (Согдийский сборник, 1934). В 1934 г. экспедиция во главе с А.Ю. Якубовским провела большие разведочные работы в Бухарской области (Якубовский, 1940).
В 1936 г. Г.В. Григорьев и И.А. Сухарев обследовали окрестности Самарканда и начали раскопки на городище Тали-Барзу в 6 км от него. Раскопки Тали-Барзу заложили фундамент относительной хронологии Согда, а для периода раннего средневековья отчасти и абсолютной (Григорьев, 1940). Из выделенной Г.В. Григорьевым свиты слоев нас интересуют три последних — ТБ IV–VI. Одновременно с раскопками Тали-Барзу И.А. Сухаревым исследовалось городище Кафыркала, где обнаружены погребальные постройки (наусы) и гончарные печи, синхронные таковым слоя ТБ V (Григорьев, 1946, с. 94–103). Слои датировались Г.В. Григорьевым следующим образом: ТБ IV — II–I вв. до н. э.; ТБ V — VI–VII вв. н. э.; ТБ VI — конец VII — начало VIII в. н. э. В своих работах, особенно в кандидатской диссертации, он на основе четкой стратиграфии выделил археологические комплексы, которым дал подробную характеристику (Григорьев, 1940, с. 88–103). Для центральной части Самаркандского Согда эти комплексы до сих пор остаются эталонными. Однако абсолютная хронология, предложенная Г.В. Григорьевым, сразу же после ее опубликования была подвергнута критике (Толстов, 1946а, с. 173–177; 1948, с. 86; Тереножкин, 1939, с. 186–191; 1947, с. 128 и сл.). Работы А.И. Тереножкина на Афрасиабе, в Пенджикенте и на Актепе близ Ташкента позволили ему пересмотреть абсолютные даты слоев Тали-Барзу. Слой ТБ IV был отнесен к V–VI вв., ТБ V к VI — началу VIII в. (Тереножкин, 1950, с. 161).
А.И. Тереножкин впервые выделил комплекс второй половины VIII в. на Афрасиабе (Тереножкин, 1950, с. 162, рис. 69). Работы С.К. Кабанова в Кашкадарьинской области, охватившие целый ряд памятников, подтвердили новую датировку ТБ IV. Следует отметить, что памятники долины Кашкадарьи, относящиеся к поздней древности и раннему средневековью, неоднородны. Наиболее близок к Самаркандскому Согду по архитектуре и материальной культуре за́мок Аултепе, где хронология А.И. Тереножкина подтверждена нумизматическим материалом (Кабанов, 1958, с. 150 и сл.). Другие памятники долины Кашкадарьи, хронологически близкие Аултепе, значительно отличаются от самаркандских (Кабанов, 1977, с. 90–93; 1981, с. 89, 91; Исамиддинов, Сулейманов, 1981, с. 91 и сл.).
В Бухарском Согде эталонным памятником является городище Варахша, раскопки которого были начаты В.А. Шишкиным в 1937 г. и продолжались с перерывами до 1954 г. (Шишкин, 1963). Здесь первые найдены памятники согдийского монументального искусства. На городище Варахша исследовались раннесредневековые дворец, цитадель и городская стена. Удалось выделить постройки конца V–VI в.; VII — начала VIII в.; второй половины VIII в. Эти периоды приблизительно синхронизируются с тремя верхними слоями на городище Тали-Барзу.
В 1936–1940 гг. небольшие раскопки на городище древнего Пенджикента были проведены В.Р. Чейлытко. С 1946 г. начинаются широкие и планомерные исследования города. Они ведутся сначала Согдийско-Таджикской, а затем Таджикской археологической экспедицией под руководством А.Ю. Якубовского. Многолетние раскопки Пенджикента, продолжающиеся и по сей день (с 1954 г. под руководством А.М. Беленицкого) охватили около двух третей территории древнего города. Особую известность Пенджикенту принесли памятники монументального искусства (настенная живопись, резное дерево, глиняная скульптура). Здесь получены обширные материалы по социальной топографии города, ремеслу, торговле и денежному обращению (Беленицкий, Бентович, Большаков, 1973; Беленицкий, Маршак, Распопова, 1979, 1980, 1981; Смирнова, 1963, 1981).