1972년 여름과 가을 두 차례에 걸쳐 이 성에 대해 조사하였는데, 보수가 되어 있던 조사 당시의 성벽 높이는 2∼5m였다.
평면은 장방형으로 북쪽 벽의 가운데가 밖으로 돌출되어 있다. 둘레 길이 3,750m, 방향은 동쪽에서 남쪽으로 30° 기울어 있다. 문지(門址)는 확인되지 않았는데 서벽 북쪽에는 하나의 옹성이 있으며, 귀퉁이에는 각루(角樓)의 흔적이 남아 있고, 성밖에는 깊이 2∼3m의 해자가 돌려져 있다.
이 성의 동북쪽 포자연둔(泡子沿屯) 부근과 서쪽의 동녕진(東寧鎭)에서 발해시대의 돌무지무덤[積石墓]들이 발견되었다. 한편 이 곳에서 채집되거나 수습된 유물들로는 도금한 동제 문고리, 동제 허리띠 부품들, 동제 그릇뚜껑, 동경(銅鏡), 철제 문추(門樞), 기와, 동합(銅盒), 도금한 사리동함(舍利銅函), 동불(銅佛) 등이 있다.
대성자고성은 그 형태가 상경용천부(上京龍泉府)가 있던 동경성(東京城)과 비슷하게 모두 장방형의 평면을 가지며, 북쪽 가운데 부분이 돌출되어 평면이 ‘凸’형을 띠는 것도 당의 장안성이나 발해의 동경성과 같아서 발해의 성이 분형한 것임을 알 수 있다.
아울러 이곳에서 발견된 유물들도 발해 시기의 양상을 보이고 있어, 대성자고성은 아마 발해 15부(府) 중의 하나였던 솔빈부(率賓府)가 있던 곳으로 볼 수 있을 것이다. 발해 멸망 후 금나라 때에도 사용되었으며, 1986년에 흑룡강성 문물보호단위로 지정되었다.