La Uxama celtibérica se encuentra situada en el alto del Castro de Osma, sobre la hoz realizada por el río Ucero. Se conoce por los textos antiguos, las monedas que acuñó y las necrópolis excavadas, pero lamentablemente no quedan pruebas evidentes en la ciudad. En la Segunda Edad del Hierro era un oppidum arévaco, pero se desconoce la ubicación de su hábitat, aunque son visibles algunos restos de viviendas y tramos de muralla talladas en roca datados en esta época. Como una más de las ciudades de los arévacos, participó activamente en las guerras celtibéricas (153-133 a.C.), siendo conquistada por Roma en el 99 a.C. Más tarde, apoyó la causa del rebelde romano contra su propia metrópoli, Quinto Sertorio, por lo que fue destruida por Pompeyo el Magno en el año 72 a.C., aunque fue reconstruida poco después.

El asentamiento romano de Uxama Argaela está emplazado sobre una amplia meseta, delimitada por la hoz del río Ucero; gozando de una magnífica situación para las comunicaciones con otros centros urbanos, tanto en época celtibérica como romana.

En la época bajoimperial se mejoran algunos edificios y la muralla. Entre los siglos I y II d.C. vive un momento de esplendor en la zona de influencia de la ciudad, que se refleja en las villae de su entorno, Rioseco de Soria, Valdanzo, Santervás del Burgo, Barcebalejo, Vildé, etc... empezando un importante proceso de monumentalización que consistió en la construcción de un pequeño foro, una serie de grandes mansiones urbanas, unas murallas y un verdadero barrio fabril a orillas del río Ucero, llegando a cubrir el espacio urbano y los arrabales, unas 28 hectáreas. En época visigoda en el siglo VI, la vida de Uxama era bastante activa con sus obispos al frente se convierte en la sede episcopal oxomensis, que firmarán su asistencia a los Concilios de Toledo. La ciudad se abandonó en el siglo VIII, tras la campaña despobladora de Alfonso I.

En el siglo VIII se produce la rápida conquista musulmana aprovechando la antigua vía romana, que comunicaba Termes con Uxama, lo que conllevó su abandono hasta la repoblación de Osma en 912.

Los restos arqueológicos corresponden a la ciudad romana que a partir de Emperador Tiberio alcanzará un importante desarrollo reflejado en la expansión urbana y en la aparición de algunos barrios periféricos. En ese momento a la ciudad se la dotó de una estructura urbanística e importantes edificios públicos. Al final del Imperio, la ciudad se amuralla abarcando su perímetro 28 Ha.

El foro ocupó la plataforma superior, estrangulada en su mitad por una vaguada. Los enormes desniveles existentes entre la parte más alta y las laderas hicieron necesario una fuerte actuación de aterrazamientos y rellenos, que permitiera el asentamiento de los edificios y de las manzanas de casas superpuestas, adaptadas a la configuración del terreno y ordenadas en retícula. Se cree que el foro de Uxama tenía la forma de una plaza porticada doble en tres de sus lados que tenía en su centro un templo dedicado al culto imperial. Se levantaba en la máxima altura de una de las laderas de la vaguada interior del Castro, lo que le hacía visible desde el resto de la ciudad. Para nivelar y elevar la plaza se creó una terraza artificial en el lado oriental y en la esquina SE con una construcción semisubterránea o criptopórtico. Fue excavado entre 1975 y 1985, y se pusieron al descubierto una plataforma o terraza artificial, datada a mediados del siglo I, reforzada al interior con contrafuertes, que sostenía la base de un pórtico-sótano, criptopórtico, situado bajo el pórtico desaparecido que bordeaba el foro.

En 1914, se excavó parcialmente un edificio que se consideró por su forma (rectangular y con una cabecera a modo de ábside orientado hacia el norte) y por sus dimensiones (33 m. de largo por 17,40 de ancho) como una basílica. Estos restos hoy no pueden verse en el yacimiento, pero sabemos que estaba realizado en sillería y pavimentado con grandes losas. Se dató en el siglo I.

La denominada casa de "Los Plintos" (llamada así por los apoyos de piedra para los pilares del pórtico de la calle) se construyó en época del Emperador Claudio (años 41-54) y estuvo habitada con diferentes rectificaciones hasta principios del siglo III, momento en que sufrió su destrucción por un incendio y no volvió a ser reconstruida. Ocupa una manzana enmarcada por dos decumanos provistos de soportales por el norte y el sur. Se encuentra en plena ladera, por lo que hay un desnivel de hasta 5 metros entre la parte superior e inferior que se salvan con escalones internos entre los espacios. Tiene 950 m² y planta de tipo domus romana, con más de 20 habitaciones y un huerto o jardín. Posee su propia cisterna en un atrio porticado y una habitación con un sótano o bodega tallado en la roca. Estaba decorada con hermosas pinturas al fresco y su excavación ha proporcionado interesantes muestras de ajuar doméstico, entre ellas destaca un gran candelabro de bronce, un brasero de hierro y numeroso recipientes cerámicos en perfecto estado de conservación.

Uxama contaba con una serie de aljibes, se han localizado más de 20, que tenían la función de captar, almacenar y distribuir el agua a la ciudad. El conjunto de infraestructuras hidráulicas e ingeniería se construyeron en el siglo I d.C., en pleno apogeo de la ciudad y cuando se quiso impulsar su monumentalización. Se ha hallado una amplia cisterna de planta semicircular abovedada, de 32 m de perímetro y 5 m de altura, distribuida en cinco compartimentos intercomunicados, con capacidad para 300 m³.

Al pie de la ladera norte, se puede ver parte de un acueducto subterráneo que traía el agua desde la cabecera del río Ucero, a unos 18 km. En El Burgo de Osma también se puede apreciar el puente romano sobre el río Ucero. Fabricado con sillarejo, tres vanos y tajamares triangulares. Fue reconstruido en la Edad Media.