จากข้อมูลข้างต้นจึงนำไปสู่การขุดค้นทางโบราณคดีในพื้นที่ของวัดบ้านค่าย เมื่อเดือนกรกฎาคม 2562 โดยคณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร ร่วมกับบริษัท พีทีที โกลบอล เคมิคอล จำกัด (มหำชน) เพื่อศึกษาประวัติและพัฒนาการทางสังคมและวัฒนธรรมของพื้นที่ของวัดฯ โดยเลือกขุดค้น คือ บริเวณแนวศิลาแลง เพื่อตรวจสอบข้อสังเกตว่าเคยเป็นส่วนหนึ่งของโบราณสถานหรือไม่ และยังได้ขุดค้นเพิ่มเติมบริเวณระหว่างอุโบสถและแนวศิลาแลง เพื่อตรวจสอบร่องรอยของสิ่งก่อสร้างที่เคยตั้งอยู่ในพื้นที่ก่อนการสร้างอุโบสถหลังปัจจุบัน"

การขุดค้นทางโบราณคดีในพื้นที่ระหว่างอุโบสถ และแนวศิลาแลงพบแนวอิฐและแนวศิลาแลงลึก จากระดับผิวดินปัจจุบันลงไปประมาณ 5-10 เซนติเมตร ลึกลงไปเป็นชั้นฐานราก ซึ่งเป็นชั้นเศษอิฐแตกหักและอิฐป่น และชั้นดินอัด โดยจากคำสัมภาษณ์เป็นไปได้สูงว่าแนวอิฐและแนวศิลาแลงที่พบเป็นส่วนหนึ่งของชั้นฐานรากของอุโบสถเก่าที่ถูกรื้อถอนไปเมื่อประมาณพ.ศ. 2508-2510 ซึ่งอุโบสถเก่าดังกล่าวมีลักษณะคล้ายกับวัดบ้านแลง อำเภอเมือง จังหวัดระยอง