雙ヶ岡が持つもう一つの重要な顔が、丘全体に広がる「雙ヶ岡古墳群」です。発掘調査および京都市の文化財資料によると、6世紀後半から7世紀前半（古墳時代後期から終末期）にかけて築造された円墳が合計24基確認されています。
中でも最大規模を誇るのが、一の丘の頂上に位置する「1号墳」です。直径約44m、高さ約8mの大型円墳であり、内部には巨石を用いた大型の横穴式石室が露頭しています。この一帯を拠点としていた渡来系豪族・秦氏（はたうじ）の首長級の墓である可能性が極めて高いと考古学界で分析されています。
二の丘・三の丘にも群集墳が連なり、散策路のすぐ脇に石室の天井石や墳丘の凹凸を視認できます。千数百年前の古代豪族が支配した空間の上に、中世の文人文化が重なり、現代の都市公園として市民に親しまれている重層的な歴史構造こそ、雙ヶ岡が他の丘陵地と一線を画す決定的な要素です。
