De ondergrond bestond uit kleiige grondlagen waarin twee duidelijke brandhorizonten zijn waargenomen. De oudste daarvan dateert uit de midden ijzertijd, de jongste uit de Romeinse tijd.
Uit een opgraving is gebleken dat de Penningsdijk slechts een beperkte hoogte heeft gehad en aan weerszijden werd geflankeerd door bermsloten. Hoewel er resten van (puin)verharding zijn aangetroffen, was het pad vermoedelijk in oorsprong onverhard. Naar het lijkt is de Penningsdijk halverwege de 13e eeuw aangelegd, al is dat op grond van de aangetroffen archeologische resten niet te onderbouwen.