W trakcie pierwszego etapu badań archeologicznych grodziska (1958-1965), w 1959 roku, wewnątrz fundamentów apsydy kościoła identyfikowanego z kolegiatą św. Pawła, odsłonięto zagadkowe konstrukcje drewniane. Badacze grodziska Iwona i Krzysztof Dąbrowscy interpretowali je jako pozostałości grobów Mieszka Mieszkowica (zm. 1193) oraz jego ojca, Mieszka III Starego (zm. 1202). Podczas badań archeologicznych drugiego etapu, ekipa archeologów pod kierunkiem Tadeusza Baranowskiego, odsłoniła i zainwentaryzowała kolejne fragmenty tych konstrukcji. Znajdowały się one zarówno w apsydzie jak i nawie kościoła. Analiza poziomu ich zalegania i analiza konstrukcyjna, pozwoliła Tadeuszowi Baranowskiemu i Leszkowi Gajewskiemu na interpretację odkrytych reliktów jako pozostałości najwcześniejszego, kaliskiego kościoła. Byłby to budynek drewniany wzniesiony w konstrukcji zrębowej. Inną możliwością jest rekonstruowanie go jako obiektu wzniesionego w technice szkieletowej o ścianach wypełnionych gliną i z umieszczonymi po obu stronach deskami. Wewnątrz świątyni, ściany pokryte były jasną gliną i prawdopodobnie dekorowane na przykład zdobionymi tkaninami. O takiej możliwości świadczą znajdowane wzdłuż zarysu ścian grudki stopionego brązu oraz fragmenty miedzianych aplikacji.