1982和1921年，河南省文物研究所在仰韶村遺址進行發掘，發現仰韶村遺址主要包括有仰韶文化中期（廟底溝類型）、仰韶文化晚期、龍山文化早期 （廟底溝二期文化） 和龍山文化晚期 （河南龍山文化） 四層互相疊壓的文化堆積，其中仰韶文化晚期包含了兩個層次的不同年代的遺存。其上還有東周文化的遺存。1961年中華人民共和國國務院公布為全國重點文物保護單位。
仰韶村遺址的發現和考古發掘標志著中國史前考古學和近代考古學的誕生，仰韶村也獲得了中國考古學圣地的殊榮。 1920年秋發現，1921年瑞典學者J.G.安特生進行考古調查和發掘。由于當時還沒有掌握科學的地層學方法，因而把遺址中不同時期的文化遺物混為一談。
1931年，梁思永在錯綜復雜的地層堆積中，明確了仰韶、龍山和商代文化的疊壓關系，首次判斷出這些文化的發展序列，這就是后岡三疊層。這也為探索以仰韶村遺址為代表的豫西地區的仰韶文化與龍山文化的關系奠定了基礎。
1951年，中國科學院考古研究所夏鼐、安志敏等學者對仰韶村遺址進行了第二次發掘，在路旁斷崖上發掘了半個灰坑，坑壁用草拌泥涂抹平整，灰坑中的陶片具有仰韶和龍山兩種文化的因素，因此仍被認定為仰韶和龍山混合文化的遺存。
1956年河南陜縣廟底溝遺址的發現，才為發現仰韶文化和龍山文化的承繼關系提供新的地層論據。在廟底溝遺址，仰韶文化層上面疊壓著龍山文化早期的遺存，具有仰韶文化向龍山文化的過渡性質，因此被命名為廟底溝二期文化。
20世紀80年代，河南省文物考古研究所等單位對仰韶村遺址進行了第三次發掘，確認遺址包含仰韶和龍山兩種文化，且二者是繼承和連續發展的關系。同時確認了仰韶村文化遺址共分四種文化類型，即仰韶文化中期的廟底溝類型、仰韶文化晚期的西王村類型、龍山文化早期的廟底溝二期類型和龍山文化晚期的三里橋類型。經過數十年的田野考古調查和發掘，仰韶文化及受仰韶文化明顯影響的遺址已發現數千處，它們的分布以陜西、河南、山西為中心，影響遠達甘肅、湖北、河北和內蒙古邊緣地區。 在仰韶文化層中發現有圓形和橢圓形的窖穴。出土石器有斧、鏟、刀、鑿、鏃、網墜、彈丸、犁形器以及刮削器、砍砸器等。陶器數量很多，以泥質紅陶和夾砂紅陶為主，器形有鼎、灶、釜、甑、缽、盆、碗、壺、罐、甕、尖底瓶等。紋飾有線紋、繩紋、籃紋、弦紋、劃紋、附加堆紋等。還有一定數量的彩陶。彩陶以黑彩最多，圖案有圓點紋、弧線紋、