Δύο από τους σημαντικότερους προϊστορικούς οικισμούς όχι μόνο της Μαγνησίας και της Θεσσαλίας, αλλά και ολόκληρης της Ελλάδας έχουν ανασκαφεί δυτικά του πολεοδομικού συγκροτήματος του Βόλου, στο Διμήνι και στο Σέσκλο.
Σπουδαίο αρχιτεκτονικό σύνολο αποτελούν οι έξι λιθόχτιστοι περίβολοι, που είχαν κατασκευαστεί γύρω από τον οικισμό κατά ζεύγη. Οι δύο πρώτοι ορίζουν την κεντρική αυλή-πλατεία και, συγχρόνως, χρησιμεύουν ως αναλημματικοί τοίχοι στους οποίους στηρίζονται τα σπίτια της κεντρικής αυλής. Τα σπίτια είναι μεγάλα και βρίσκονται γύρω από την κεντρική αυλή ή ανάμεσα στα ζεύγη των περιβόλων.
Στα ανασκαφικά ευρήματα περιλαμβάνονται λίθινα και οστέινα εργαλεία, κεραμική, ειδώλια και κοσμήματα.
Το Διμήνι κατοικήθηκε συνεχώς έως το τέλος της Χαλκοκρατίας. Στα μέσα του 15ου αιώνα π.Χ. χτίστηκαν τα πρώτα μυκηναϊκά σπίτια, που διαδέχτηκαν τα μεσοελλαδικά μέγαρα.
Το 1980 αποκαλύφθηκε στην πεδιάδα προς την πλευρά της θάλασσας σημαντικός μυκηναϊκός οικισμός, που ταυτίζεται πιθανώς με τη μυκηναϊκή Ιωλκό. Ο οικισμός αυτός, που χρονολογείται από το 15ο έως το 12ο αιώνα π.Χ., περιελάμβανε κατά κύριο λόγο ιδιωτικές οικίες εκατέρωθεν ενός δρόμου που σώζεται σε μήκος δεκάδων μέτρων.
Στην περιοχή που εκτείνεται ανάμεσα στο λόφο και τον προαναφερθέντα μυκηναϊκό οικισμό βρισκόταν το ανακτορικό συγκρότημα του Διμηνίου, που ιδρύθηκε στις αρχές του 13ου αιώνα π.Χ. και συνίστατο από δύο μέγαρα, μικρότερα κτίσματα και μια εσωτερική αυλή.
Η Ιωλκός άκμασε κατά το 14ο-13ο αιώνα π.Χ. και ερήμωσε το 12ο αιώνα π.Χ. από άγνωστη αιτία.
Εξάλλου, πλησίον του λόφου με το νεολιθικό οικισμό του Διμηνίου σώζονται δύο θολωτοί μυκηναϊκοί τάφοι, που ανάγονται στο β’ μισό του 14ου και στο β’ μισό του 13ου αιώνα π.Χ. αντιστοίχως.
Ανασκαφικές έρευνες στο χώρο του Διμηνίου πραγματοποίησαν οι Βαλέριος Στάης και Χρήστος Τσούντας στις αρχές του 20ού αιώνα (1901-1903), καθώς και ο Γεώργιος Χουρμουζιάδης (1974-1977). Το 1980 ξεκίνησε η ανασκαφή του μυκηναϊκού οικισμού, ενώ η έρευνα του μυκηναϊκού ανακτόρου άρχισε το 1997.
Ακόμη δυτικότερα, σε απόσταση 14 χλμ από την πόλη του Βόλου, βρίσκεται το χωριό Σέσκλο, ευρέως γνωστό για τον αρχαιολογικό χώρο του. Ο προϊστορικός οικισμός του Σέσκλου αναπτύχθηκε πάνω στο λόφο Καστράκι και στη γύρω περιοχή, σε απόσταση 1,5 χλμ Α από τον ομώνυμο σύγχρονο οικισμό.
Το Σέσκλο κατοικήθηκε πρώτη φορά στα μέσα της 7ης χιλιετίας π.Χ. Στην περίοδο αυτήν ανήκουν αρχιτεκτονικά λείψανα, οστέινα εργαλεία, λεπίδες οψιανού και πυριτόλιθου, λίθινα εργαλεία και πήλινα ειδώλια.
Από την Αρχαιότερη Νεολιθική Περίοδο (6η χιλιετία π.Χ.) προέρχονται μονόχρωμη και διακοσμημένη κεραμική, λίθινα και οστέινα εργαλεία, πήλινα ειδώλια.
Κατά τη Μέση Νεολιθική Περίοδο (5η χιλιετία π.Χ.) ο οικισμός επεκτάθηκε κατά πολύ και γνώρισε περίοδο ακμής.
Ο οικισμός ερήμωσε, ίσως από πυρκαγιά, λίγο πριν από τα τέλη της 5ης χιλιετίας π.Χ. και κατοικήθηκε εκ νέου στη Νεότερη Νεολιθική Περίοδο (4η χιλιετία π.Χ.), σε περιορισμένη έκταση.
Στο λόφο Καστράκι τα οικήματα είναι κατά κανόνα μικρά, ενώ στον οικισμό που εκτείνεται προς τα δυτικά είναι κάπως πιο άνετα, με προμελετημένη διάταξη. Γύρω από τα σπίτια υπάρχουν μεγάλοι αναλημματικοί τοίχοι.
Το πλέον εντυπωσιακό οικοδόμημα του αρχαιολογικού χώρου του Σέσκλου είναι το λεγόμενο μέγαρο, που οικοδομήθηκε κατά τη Νεότερη Νεολιθική Περίοδο στο ψηλότερο σημείο του λόφου και περιβαλλόταν από ένα σύστημα κυκλικών λίθινων περιβόλων.
Κύρια χαρακτηριστικά του λεγόμενου πολιτισμού του Σέσκλου είναι η γραπτή κεραμική, η βελτίωση της τεχνικής του ψησίματος των πήλινων αντικειμένων και η μεγάλη χρήση λίθινων εργαλείων και οψιανού από τη Μήλο.
Oι πρώτες ανασκαφές στο Σέσκλο έγιναν από τον Xρήστο Tσούντα (1901-1902). Tις ανασκαφικές έρευνες συνέχισε ο Δημήτριος Θεοχάρης από το 1956 έως το 1977.
Στην κατοικημένη από τους Νεολιθικούς Χρόνους θέση «Σπαρτιά – Λατομείο», σε λόφο βορείως του σύγχρονου οικισμού του Σέσκλου, έχει εντοπιστεί ιερό των Αρχαϊκών Χρόνων, αφιερωμένο στον Ηρακλή. Οι ανασκαφικές έρευνες έχουν αποκαλύψει την υποθεμελίωση (ευθυντηρία) ενός βωμού και πολυάριθμα κινητά ευρήματα (μεταξύ αυτών, χάλκινη ομφαλωτή φιάλη, με επιγραφή χαραγμένη σε τοπικό αρχαϊκό αλφάβητο).
in.gr