Med anledning av att stora delar av Västra Husby 1800-talskyrka ödelades av en brand 1977 undersöktes kyrkans medeltida föregångare. De medeltida lämningarna påträffades under den eldhärjade kyrkans golv. Även det medeltida murverket i kyrkans torn kom att undersökas då denna byggnadsdel behövde putsas om efter branden.

Undersökningarna visade att den medeltida kyrkan bestått av ett ca 10x16,5 m stort långhus som haft ett rakslutet kor. Efter det att koret byggts till åt öster uppgick det till ca 7x9,5 m. Till långhuset fogades senare även ett västtorn och ett vapenhus. Även andra byggnadsdelar kom att fogas till kyrkan. Utanför den norra kormuren påträffades lämningar efter en sakristia och vid den norra långhusmuren fanns lämningar efter ett gravkor.

Den medeltida stenkyrkan uppfördes enligt vissa skriftliga källor under 1100-talet. Denna datering stöds även av karaktären på murverket. Korutbyggnaden bör ha skett på 1360-talet eller något senare. Tornet och vapenhuset har troligen tillkommit vid ungefär samma tid, eftersom murverk och/eller grundläggningssätt har stora likheter med korutbyggnadens. Sakristian har tillkommit efter korutbyggnaden. Murverkets karaktär talar här för en datering till slutet av 1400-talet eller 1500-talet. Gravkoret utanför norra långhusmuren uppfördes enligt skriftliga källor år 1669.

Kormurarna och norra långhusmuren var relativt välbevarade; här återstod ett skift av det inre murlivet. Södra långhusmuren hade däremot endast 1/3 av grundstenarna kvar i ursprungligt läge. Övriga stenar hade brutits bort eller rubbats vid rivningen av den medeltida kyrkan. Kyrkans murar visade sig ha varit 1,5 m tjocka skalmurar, förutom västgavelns mur som var 1,8 m tjock. Murarna var uppförda av tuktad fältsten i relativt jämna skift. Skolsten förekom sparsamt och huvudsakligen i stötfogarna.

Golvytorna av kalkbruk som hörde till den medeltida kyrkan var mycket ojämna. De hade blivit sönderhackade då murarna bröts ned i nivå med golvet vid rivningen. I större delen av långhuset och koret saknades dessutom kalkbruksgolv, då golvet blivit bortbrutet i samband med begravningar i kyrkan.

I den nuvarande kyrkan ingår det medeltida tornet och delar av västgaveln från det medeltida långhuset. I det medeltida murverket mellan torn och långhus finns spår av en stor tegelomfattad portal. Portalen är bevarad upp till en höjd av 4,3 m, men måste ha nått ända upp över andra tornvåningens bjälklag. Den medeltida portalen kan tyda på att tornets bottenvåning ursprungligen uppförts som en västempor.

Vid undersökningarna framkom en stenrad som inte verkar ha tillhört den medeltida kyrkan. Stenraden har istället tolkats som fundament för en vägg i en tidig träkyrka. Även andra detaljer så som att stenkyrkans kor och långhus byggts i två olika etapper tyder på att koret fogats till en äldre stående byggnad.

Att det påträffats spår av en träkyrka i Västra Husby är intressant med tanke på att få faktiska träkyrkor hitintills konstaterats i Östergötland, med undantag för till exempel Bjälbo, Klosterstad och Skedevi. Ett antal gravhällar med äldre dateringar än de stenkyrkor där de påträffats talar dock för att tidiga träkyrkor förekommit på flera platser, speciellt i landskapets västra delar. Förekomsten av en tidig träkyrka i Västra Husby kan möjligen sammanhänga med att området varit betydelsefullt ur strategisk och maktpolitisk synpunkt under tidig medeltid, vilket uttrycks genom etablerandet av en husaby.

Fyndförteckningen från undersökningen upptar ca 170 fyndnummer. 24 fyndnummer utgörs av medeltida mynt, fönsterglas upptar 21 nummer. Bland övriga fynd finns 3 fingerringar, 1 spänne, 2 radbandspärlor, 2 bokbeslag, 1 paljett (ströning) och 1 bit smidesslagg.