Натурные исследования, проведенные в заповеднике в 1970 г., показали, что из 78 га его площади 65%, или. 50 га, занято открытыми пространствами - лугами, полями, дорогами и неудобными землями, а насаждения составляют только 26%, т. е. 20,2 га. На усадьбе сохранились три фруктовых сада - Круглый, Средний и Дальний - площадью почти в 5,6 га, дубовая роща на юге - 6,6 га и заброшенный сад - 2,9 га. На долю парковых искусственных насаждений приходится очень небольшая часть. Перед исследователями встали вопросы - соответствует ли современное состояние территории тарханской усадьбы виду ее во времена Лермонтова и в какой степени можно восстановить на период мемориализации облик усадьбы. Решение этих вопросов для Тарханского заповедника было необычайно сложным, так как изменения на территории усадьбы были велики, сохранившаяся растительность незначительна, а документальных свидетельств о характере усадьбы сохранилось мало. В качестве основных источников служили изображение дома в Тарханах разных лет, фото Вакуленко 1881 г., несколько воспоминаний пензенских корреспондентов в 60-80-е годы прошлого века, а также работы по истории Тархан, написанные местным старожилом П. И. Шугаевым и первым биографом Лермонтова профессором П. А. Висковатовым. Тем не менее только анализ современного состояния усадьбы позволил выявить характер планировки, расположение основных частей, детали оформления.

Основа усадьбы в Тарханах была заложена на рубеже XVIII-XIX вв. На речке Милорайке в глубоком овраге был создан каскад прудов, а на высоком берегу оврага, над Большим прудом, построен обширный дом и разбиты сады. В 1817 г. старый дом, где умерли муж и дочь Е. А. Арсеньевой, был продан на слом, а на его месте построена маленькая домовая церковь Марии Египетской, сохранившаяся до наших дней.