Im Archäologischen (oder Historischen) Garten hinter dem Dom wurden seit den fünfziger Jahren sowohl Überreste aus römischer Zeit als auch die Fundamente einer karolingischen Burg freigelegt. Letztere stammt aus dem frühen 9. Jahrhundert, also aus der Zeit, als Frankfurt zur Pfalz geworden war und einen unaufhaltsamen Aufstieg nahm. Die Burg wurde vermutlich von Ludwig dem Frommen, Sohn Karls des Großen, erbaut.