Piliakalnis buvo tyrinėtas ne kartą. 1835 m. jį kasinėjęs Pranciškus Vilčinskis aikštelėje aptiko storą kultūrinį sluoksnį su apdegusio molio gabalais, puodų šukėmis, gyvulių kaulais ir kitais radiniais, rašoma visitaukstaitija.lt. Vėliau, jau 1959 m., piliakalnio papėdės gyvenvietę ištyrė Utenos kraštotyros muziejus, buvo aptiktas 25 cm storio kultūrinis sluoksnis su lipdyta, brūkšniuota ir žiesta keramika.
1976–1978 m. archeologai Regina ir Pranas Kulikauskai ištyrė vakarinę aikštelės pusę, kur buvo rastas 3,3 m storio kultūrinis sluoksnis. Jame išskiriami 3 piliakalnio apgyvendinimo etapai. Seniausi piliakalnio įtvirtinimai buvo dvi medinių 8–18 cm storio stulpų eilės. Tvora buvo pinta iš šakų, ne kartą kentėjusi nuo ugnies ir remontuota. Šis sluoksnis datuojamas I tūkstantmečiu pr. m. e. I mūsų eros tūkstantmečio pradžioje medinių tvorų įtvirtinimus pakeitė aikštelės pakraščiuose iš molio suplūktas 1 m aukščio pylimas.
Visų tyrinėjimų metu rasta daugiau kaip 800 radinių: geležinių arbaleto ir lanko strėlių, plačiaašmenis kirvis, smeigtukų, ylų, peilių–pjautuvėlių, peilių, apyrankių, varinė II a. Senovės Romos ir sidabrinė XIV a. pabaigos Jogailos monetos, apvali segė, kaulinių ietigalių, apie 10 tūkst. brūkšniuotos, lygios, gludintos ir žiestos keramikos šukių.
Spėjama, kad XIII a. ant piliakalnio stovėjo Nalšios kunigaikščio Daumanto pilis, o šalia kūrėsi gyvenvietė. Tai davė užuomazgą Utenos miesto atsiradimui. Tačiau Livonijos ordinui niokojant apylinkes, 1433 m. pilis buvo sudeginta.
Susipažinę su piliakalnio istorija kilkite žaviais laipteliais ant piliakalnio, kur išvysite nuostabius Narkūnų apylinkių vaizdus. Senove dvelkiančioje aplinkoje ant piliakalnio galėsite pamiršti negandas ir pasisemti šviesių minčių supdamiesi ant čia pastatytų supynių.
Na, o kai įspūdžių bus gausu, stabtelėkite piliakalnio papėdėje – jus pasitiks suoliukai. Narkūnų piliakalnis – valstybės saugomas kultūros paveldo objektas.