Antički grad Sirmijum nalazio se na prostoru današnje Sremske Mitrovice i bio je jedna od četiri prestonice Rimskog carstva. Sredinom prošlog veka, u toku početka radova na izgradnji stambene zgrade, otkriveni su ostaci carske palate rimskog grada Sirmijuma. Radovi su obustavljeni, počela su arheološka istraživanja. Početkom 70-ih godina, američki arheolozi, uz podršku njihove Vlade, predložili da se Sremska Mitrovica izmesti na drugo mesto, da se napravi nov i moderan grad a da zauzvrat oni nastave sa iskopavanjem. Taj predlog tadašnje vlasti Jugoslavije nisu ni uzele u razmatranje.
Sirmijum se prvi put se pominje u 4. veku pre nove ere i tada su ga naseljavali Iliri i Kelti. U 1. veku pre nove ere pokorili su ga Rimljani i u doba carstva je postao glavni grad rimske provincije Donje Panonije. Sirmijum je 294. godine proglašen za jednu od četiri prestonice Rimskog carstva. Takođe je bio glavni grad prefekture Ilirik i provincije Panonija Sekunda. Grad je bio prestonica nekoliko decenija. U 4. veku pominje se kao najlepši i najbogatiji grad Ilirika. Najpoznatiji istoričar 4. veka, Amijan Marcelin, nazvao je Sirmijum „slavnom i mnogoljudnom majkom gradova“. U to vreme kulminacije moći, grad Sirmijum je u jednom trenutku imao i preko 100.000 stanovnika.
U periodu od 4. do 6. veka napredak Sirmijuma su prekinuli, tada česti, napadi Varvara: Gota, Huna, Gepida. Završni udarac razvoju grada zadali su Avari, 505. godine, posle čijeg je razornog napada stanovništvo pobeglo, a grad je zapaljen.
Arheološkim istraživanjima otkriven je veliki deo grada Sirmijuma. Grad je bio prostran, okružen bedemima i rovovima unutar kojih se nalazila carska palata. Istraživanja sprovođena od sredine 20. veka otkrila su delove hipodroma (cirkusa, kako su ga zvali Rimljani), kao i više luksuznih kuća i vila ukrašenih freskama i mozaicima. Vidljivi su ostaci javnih kupatila, nekropole, horeuma, trgovačkih i zanatskih centara.
Danas se antički ostaci velikim delom nalaze ispod savremenog grada i samo su delimično prezentovani, koliko to dopušta prostor arheoloških iskopina, koje se nalaze između zgrada. Freske i skulpture koje su pronađene na 74 lokaliteta u Sirmijumu, dokazuju da su ih radili prvorazredni umetnici i dekorateri.
Na lokalitetu Glac nedaleko od Sremske Mitrovice nalazi se još neiskopana palata imperatora Maksimijana Herkulija.
Prilikom izgradnje Hirurškog bloka, pronađeno je monumentalno Jupiterovo svetilište sa preko osamdeset žrtvenika, što je drugo po veličini u Evropi. Ostaci Carske palate su 2008. godine zaštićeni „laminarnim šatorom“. Na površini od 2.500 kvadrata je izloženo 250 kvadrata podnih mozaika. Na mnogim mestima mozaici su u tri sloja, što govori o obnavljanju carske palate sa smenom vladara.
Za vreme iskopavanja temelja za novu robnu kuću tokom leta 1972. godine, jedan radnik je, na oko 2 m dubine iskopa, slučajno svojim ašovom probio zazidani kožni zamotuljak iz koga su ispala tačno 33 zlatna rimska novčića, koja su verovatno bila deo zaboravljenog i skrivenog blaga jedne bogate sirmijumske porodice. 4 pronađena novčića iskovana za vreme vladavine Konstancija II smatraju se najreprezentativnijim primercima kasnorimskog doba (4. vek) i neprocenjive su vrednosti. Radnik čiji je ašov izneo na svetlost dana jedno od najvećih arheoloških otkrića na našim prostorima nikada nije nagrađen. Mladi radnik, srednjoškolac, koji je honorarno radio na iskopu tokom raspusta, zvao se Zlatenko. Našao je zlatnike posle 1656 godina.
