Идентификация Каны Галилейской с Айн-Каной в Галилее, рядом с Назаретом, и с Каной в Ливане, недалеко от Тира, не имеет широкой поддержки учёных. Некоторые археологические находки, хранящиеся в Музее францисканцев в Назарете, свидетельствуют о существовании поселения в Кафр-Кане уже в бронзовом веке, но наиболее активное строительство здесь начинается в римскую эпоху. На север от современной Кафр-Каны по дороге Назарет-Тиверия, в районе Карм-эр-Раса, исследователи обнаружили древние руины (о том, что в Карм-эр-Расе сохранились базы пяти колонн древней синагоги, сообщал уже Б. Мейстерман). В 1955 г. Беллармино Багатти исследовал это место и обнаружил там следы построек, архитектурные элементы, которые, по его мнению, принадлежали синагоге так называемого галилейского типа (с тремя рядами колонн – двумя параллельными рядами и поперечным с ориентацией главного фасада на юг). Фрагменты мозаичного пола с декоративным мотивом плетёнки были раскрыты ещё в 1901 г. к северу от алтаря францисканского храма (остатки древней синагоги). На мозаике сохранилась надпись на арамейском языке, в которой упоминаются Иосиф, сын Танхума, сын Ботаха и его сыновья (ктитор мозаики). Характер надписи и стилистика мозаичного декора позволяют исследователям предположить, что мозаика принадлежала синагоге так называемого византийского либо промежуточного типов, появившихся под влиянием церковного зодчества IV–VI вв. Клодин Дофен датирует постройку III–IV вв., однако исследователи отмечают, что в мозаиках есть элементы, характерные только для V в. (например, гирлянды из повторяющегося мотива бутона, образующие на поверхности сеть из ромбов (ср. антиохийскую мозаику V в. со львом, которая хранится в Музее искусств в Балтиморе), что позволяет исследователям отнести комплекс к началу V в. Упоминания о христианском храме и монастыре в Кане Галилейской VIII и IX вв., скорее всего, как полагают исследователи, относятся именно к Кафр-Кане. В 1641 г. францисканцы купили в Кафр-Кане участок земли с домом, но только в 1881 г. здесь удалось завершить строительство и освятить храм. В 1889 г. была построена церковь на месте, где, как считают, стоял дом апостола Варфоломея. Обстоятельства не позволили Э. Гейслеру, назначенному руководителем раскопок, провести их в полной мере, однако ему удалось обнаружить остатки мозаичного декора христианской часовни, мраморные фрагменты, в том числе часть блюда из пурпурного порфира, добывавшегося под Асуаном, а также цистерну. Рядом с францисканским храмом, там же, где находились фрагменты мозаики с арамейской надписью, в 1893 г. К.Р. Кондером и Г.Г. Китченером были открыты двор V–VI вв. со вторично использованными квадрами римской эпохи, фрагменты мозаик того же периода и под ними – более ранние, относящиеся к IV в. В 1901 г. раскопки были продолжены францисканцами. Шарль Симон Клермон-Ганно предложил предварительную реконструкцию христианской базилики: это было крупное прямоугольное здание (приблизительно 25×17×50 м) с тремя нефами (3,75×10×3,75 м), с внешней апсидой с северной стороны. В 1969 г. группа францисканских археологов под руководством С. Лоффреды проводила исследование базилики. С. Лоффреда предположил, что апсида являлась частью архитектурной композиции триконха.