Богатую крепость не минули и напасти. Сначала засуха, потом чума, а в 1433 году в крепости и округе началось восстание против генуэзцев и власть перешла к грекам, правителям Феодоры. На подавление мятежа Генуя выслала эскадру кораблей с шеститысячным войском на борту. После ожесточенного сражения генуэзские воины вошли в бухту, перерубив массивную цепь на ее входе, и обстреляли крепость с помощью судовой артиллерии. Они разрушили крепостную стену, одну из башен и ворвались в Чембало. И все же в конце концов сдержать натиск османов ослабленная Генуэзская республика не смогла и после падения Константинополя признала турецкое господство на Черном море. В 1475 году турки сумели захватить все генуэзские колонии Причерноморья.
— Мы начали работу с раскопок руин небольшой церквушки в пределах города св. Николая, расположенной над входом в бухту на крутом западном склоне, — рассказывает начальник объединенной экспедиции Сергей Владимирович Дьячков. — На стенах простого по архитектуре храма сохранились остатки фресковых росписей, которые украшали стены растительно-геометрическим орнаментом и сюжетной росписью с использованием белой, черной, желтой, бежевой, голубой и зеленой красок. Среди находок — архитектурные детали с рельефным изображением герба. Вырезанный во главе щита генуэзский крест не оставляет сомнений в принадлежности его владельца к государственной номенклатуре Генуи. На нем изображен стоящий на задних лапах лев в короне - поза зверя свирепа, когти на вытянутых вперед передних лапах выпущены.
По-видимому, в конце XIV века церковь входила в комплекс сооружений консульского замка и служила усыпальницей для его обитателей — представителей благородного сословия генуэзской колониальной администрации. В археологических напластованиях под полом внутренних помещений этой церкви были вскрыты многочисленные погребения в три яруса без каких-либо могильных ям и надмогильных сооружений. Судя по всему, перед новым захоронением останки предыдущего покойного сдвигались в сторону для того, чтобы положить очередного усопшего. Лишь отдельные костяки сохранили анатомический порядок, большая часть материала фрагментирована.
Захоронения не отличаются богатством и разнообразием погребального инвентаря. Тем не менее ученым повезло — они обнаружили, например, серебряный медицинский крючок с дырочкой для продевания нити, напоминающий римские хирургические инструменты. По-видимому, он принадлежал упоминавшемуся в Уставе крепости цирюльнику, способному оказывать хирургическую помощь. Есть и другие находки — бронзовые и серебряные пуговицы, нательные кресты, стеклянная иконка, браслеты, остатки золотого и серебряного шитья, серьги, кольца, перстни, серебряные и бронзовые монеты различных стран Европы и Азии.
— Следует отметить, — добавляет Сергей Владимирович, — что сохранность материалов во многом объясняется соседством церкви с пограничным постом, служащие которого, помимо охраны государственной границы, охраняют этот археологический памятник. В противном случае храм могла бы ждать судьба многих культурно-археологических памятников Крыма, которые безжалостно грабятся "черными археологами".
— С точки зрения археологии Чембало — это уникальное по своей сохранности место, — говорит директора Крымского филиала Института археологии НАН Украины Виктор Мыц. — Наша экспедиция занималась исследованием оборонительных сооружений Чембало. Внешняя линия обороны крепости, которая несколько раз перестаивалась и укреплялась, прикрывала территорию в несколько гектаров, занятую жилыми кварталами и общественными зданиями. По периметру располагалось примерно 16 башен, руины некоторых сохранились по сию пору, например, башня Барнабо Грилло. Название башня получила по надписи 1463 года на внешней кладке стены: "Это строение построил почтенный благородный господин Барнабо Грилло. Консул".