این تپه از نظر آثار باستانی بسیار غنی بوده و براساس مطالعات انجام شده روی سه لایه‌ از این تپه، نتایج خوبی به دست آمده است. در لایه های زیرین قلعه تپه، سفال‌ هایی با نقش داغدار دیده شده که به وفور در لایه‌های پایین و اطراف تپه پراکنده شده‌ و انتساب نخستین لایه تمدنی آن را به اواخر هزاره دوم قبل از میلاد تایید مى کنند.

فراوانی ظروف معروف سلطان آبادی و سفال‌های مشخصه سلطانیه با لعاب فیروزه‌ای و نقش مشکى در لایه دوم، تعلق آن را به دوران ایلخانی قطعی کرده است. لایه سوم تپه قلعه نیز به بقایای قصر معروف فتحعلی شاه قاجار تعلق دارد.

پژوهشگران و باستانشناسان، تپه قلعه سلطانیه را بقایای قصر سوگلی فتحعلی شاه قاجار می دانند.