П.А.Раппопорт, занимаясь древнерусскими памятниками оборонительного строительства Киевского Поднепровья — городищами, не обнаружил четкой связи их со Змиевыми валами. Объясняется это ограниченностью территории, на которой проводилось обследование памятников, недостаточным знанием Змиевых валов и предубежденным мнением о том, что городища должны были обязательно находиться на концах валов. Позднее исследователь под влиянием ранних работ В. Г. Ляскоронского отнес Змиевы валы к скифскому времени. Это мнение казалось более приемлемым, чем гипотеза М.Ю.Брайчевского. Ведь укрепления черняхов-ской культуры с земляными валами вообще не-известны, а оборонительные сооружения городищ скифского времени представлялись наиболее внушительными. Хотя М. Ю. Брайчевский в 1964 г. вполне определенно изложил мнение о древнерусском происхождении Змиевых валов Среднего Поднепровья, это мнение по-прежнему воспринималось как указание на один из воз-можных вариантов датировки валов.
Обследуя валы, А. С. Бугай обнаружил в них уголь от сгоревших бревен, возраст которых был определен радиоуглеродным методом. На основании полученных данных А. С. Бугай датирует валы II в. до н. э.—VII в. н. э. На опубликованной им картосхеме валов указаны даты радиоуглеродного анализа в местах взятия проб угля. Всего отмечено 14 дат для девяти линий валов в пределах 150 г. до н. э.— 550 г. н. э., в том числе две даты — II—1 вв. до н. э., по одной — II и III вв., шесть—IV в., две—V в. и две—VI в. Если оценивать полученные определения объективно, то валы датируются II в. до н. э.—VI в. н. э. Из этих данных вытекает, что в течение 130 лет (150—20 гг. до н. э.) в междуречье Ирпеня— Тетерева существовал только отрезок вала, остатки которого сохранились в с.Раковичи. В 20 г. до н. э. возводится внутренний вал между Мотыжином и Наливайковкой. Спустя 300 лет, в 280 г. н. э. на 50-километровом отрезке междуречья Ирпеня — Тетерева начинается строительство внешнего вала, которое продолжалось 170 лет (до 450 г.). Неясно, почему за 130 лет до окончания строительства внешнего вала — в 320 г.— начали сооружать средний вал.
Еще до получения данных о датировке А. С. Бугай считал, что Змиевы валы являются продуктом многовековой истории среднеднепровского населения. По его мнению, строительство огромных городищ скифского времени типа Немировского было шагом к строительству валов для защиты целых районов; их возведение, начатое в I тыс. до н. э., могло продолжаться и в I тыс. н. э., «даже во времена Аскольда и Дира». Немного позже А. С. Бугай полагал, что Змиевы валы служили рубежами между отдельными общественно-политическими образованиями, защищавшими свои территории от общего врага.
Интерпретация валов как оборонительных сооружений, фиксирующих административно-политическое деление восточных славян Среднего Поднепровья на протяжении длительного периода (II в. до н. э.—VII в. н. э.) не подтверждается данными археологическими и исторической географии и это положение не было поддержано специалистами. Несмотря на то что результаты радиоуглеродного метода датировки привлекли внимание научной общественности, проблема хронологии Змиевых валов продолжала оставаться дискуссионной. К сожалению, неверные определения проб угля, попав на страницы целого ряда периодических изданий, дезинформировали читателя. Принимая полученные датировки за неоспоримые, авторы отдельных корреспонденций ошибочно детализировали их историческое значение. А. Членов, различая валы, сооруженные отдельно против готов, сарматов, гуннов и аваров, выделил «Великую Древлянскую стену на р. Здвиж», «строившуюся в течение 900 лет и остановившую сарматов, а затем и полчища Аттилы». Отдельные валы автор называет «линиями дальней обороны Киева» и тут же добавляет: «вернее, ... природного бастиона Киевских гор, ибо самого Киева в IV веке еще не было», а в целом валы Среднего Поднепровья «ограничивали владения славянских земель-государств».
Вопрос о назначении Змиевых валов не вызывал особых разногласий. Они рассматривались как оборонительные сооружения против кочевников. Оригинального мнения придерживался Л. В. Падалка, полагая, что эти валы, состоящие из непрочного грунта — песка и супеска,— не могли применяться для оборонительных целей, их можно было легко разметать до основания. Поэтому он считал Змиевы валы ограждениями преимущественно для выпаса и защиты скота. Для защиты же людей служили округлые городища с замкнутым валом.
Л.В.Падалка не знал, что Змиевы валы состояли не только из земли, но и из дерева. Свои выводы он основывал на материалах бывшей Полтавской губернии и поводом для них послужило смешение двух типов памятников — больших городищ скифского времени и Змиевых валов, которые он не различал. Внутренние заселявшиеся части городищ действительно служили для защиты жителей, а внешние части, лишенные культурного слоя, могли использоваться для выпаса и защиты скота.
И.М.Самойловский относил Змиевы валы Левобережья к древнерусскому времени, исходя из логических соображений. Переяславские валы он считал сооружениями, защищавшими древний Переяславль. Но в назначении Змиева вала по левому берегу Днепра сомневался и допускал возможность, что он охранял с востока Днепровский водный путь. В последнем случае исследователь явно ошибался: оборонительный ров вдоль вала находится не с востока, а со стороны Днепра. Для правильного ответа на вопрос необходимо более конкретно определить исходные хронологические данные. Ведь однажды сооруженный вал не мог находиться в исправном состоянии сотни лет и функционировать в течение всего древнерусского периода. В конце Х — первой трети XI в. по Днепру между Стугной на Правобережье и Сулой на Левобережье проходила граница Руси в Среднем Поднепровье. Вал на указанном участке защищал Левобережье с запада — со стороны Правобережья.
Для правильного решения проблемы Змиевых валов, в том числе вопросов их хронологии и назначения, центральное место занимает выяснение устройства этих сооружений, обязательным компонентом которых являлись деревянные конструкции.
Однако изучение устройства валов представляет наиболее сложную и трудоемкую часть исследований, непосредственно связанную с археологическими раскопками. Эту важнейшую источниковедческую часть проблемы никто решать и не пытался. Упоминаемое Бруноном длинное заграждение по южной границе Поднепровья дало основание предполагать, что сверху на валу находилась какая-то деревянная стенa, например, частокол. Несомненно, что исследователям были известны находки в валах обугленных бревен и пережженной глины, но этому не придавалось значения. Только в 1969 г. Э. Ковальчик, используя сведения о наличии древесных углей в Змиевых валах, предположительно увязала эти остатки со сгоревшими деревянными конструкциями. вместе с тем она допускала, что на валах могли страивать засеки.
Следы пожара в виде углей, обугленных бревен и пережженной насыпи были обнаружены . С. Бугаем в различных линиях Змиевых валов. Но они получили неверную интерпретацию. В отдельных местах залегание углей (перегоревших и раздавленных обугленных бревен) сопровождается обожженностью насыпи вала. В этих случаях, по мнению А. С. Бугая, дерево сжигали специально для обжига насыпи и придания ей, таким образом, большей прочности. Гораздо чаще грунт насыпи вокруг остатков обугленных бревен не имеет следов обожженности. Согласно А. С. Бугаю, лес выжигали на трассе строящегося вала и по какой-то причине землю насыпали на вал тогда, когда дерево еще горело. Во всех валах, как подчеркивает А. С. Бугай, остатки пожара сохранились в нижней части насыпи. Но уголь встречается и в верхних частях вала. Его происхождение он связывает с обновлением укреплений, для чего выжигался лес, выраставший на валах.
Уголь в насыпях валов образовался в результате пожара деревянных конструкций, которые будут рассмотрены ниже. Следует отметить, что различная степень сохранности сгоревшего дерева — от «отдельных угольков и угольных линз» до «больших скоплений угля и золы и даже обгоревших бревен», залегание углей прослойками на разных уровнях, неодинаковая степень воздействия огня на насыпь вала объясняется не различным происхождением и назначением сгоревших объектов и не их разновременностью, а различием типов деревянной конструкции (в одних случаях срубной, в других — перекладной в виде бревенчатых настилов), от которых после пожара соответственно сохранились в валах и различные остатки. Интенсивность пожара зависела также от состава грунта в насыпи вала.
В истории исследования Змиевых валов центральное место занимал вопрос их хронологии. Из-за крайней ограниченности источниковедческих данных валы датировались различными эпохами в пределах от раннежелезного века до Киевской Руси включительно. Результаты радиоуглеродного анализа не внесли ясности в этот вопрос. Оставалось необъясненным, почему Змиевы валы, служившие средством защиты в течение девяти столетий, не использовались для этих целей после VII в. н. э. А ведь они несколькими полукружиями опоясывают Киев и прилегающие районы Киевщины -- территориального и политического ядра Древнерусского государства.
Метод радиоуглеродного датирования археологических памятников применялся и ранее. Археологам, имевшим дело с этим методом, было известно об относительной достоверности его показаний, зависящих от условий местонахождения, глубины залегания, возраста образцов и иных причин. В этих случаях необходима взаимопроверка другими методами, в первую очередь — археологическим.
Разведками А. С. Бугая в некоторых валах были обнаружены обугленные бревна: на левом берегу Днепра у с. Лепляво Каневского р-на Черкасской обл., левом берегу Стугны у хут. Хлебча Васильковского р-на, на правом берегу Бобрицы у с. Заборье Киево-Святошинского р-на, в с. Фасовочка Макаровского р-на Киевской обл., а в валу у с. Лепляво встречались и обломки глиняной посуды. Эти сведения А. С. Бугая потребовали научного объяснения.