1958年，甘肅省文管會組織的涇渭文物普查小組工作人員經(jīng)過秦安縣五營鄉(xiāng)，夜晚借宿當?shù)匦W(xué)，在校舍窗臺上發(fā)現(xiàn)了幾件仰韶文化彩陶，工作人員詢問出土地點，當?shù)乩相l(xiāng)稱在“大地灣”時有出土，大地灣遺址因此被發(fā)現(xiàn)。

1961年，大地灣遺址被公布為縣級文物保護單位，正式定名為大地灣遺址。

1963年，大地灣遺址被甘肅省人民委員會確定為甘肅省首批全省重點文物保護單位。

1981年10月，大地灣遺址被重新確認為甘肅省省級重點文物保護單位。

1985年12月，甘肅省秦安大地灣遺址文物保管所成立，這是大地灣遺址發(fā)現(xiàn)以來的第一個文物專門管理機構(gòu)。

1988年元月，大地灣遺址被公布為全國重點文物保護單位。

1995年元月，大地灣遺址被確定為甘肅省愛國主義教育基地。同年，甘肅省秦安大地灣遺址文物保管所更名為甘肅省大地灣文物保護研究所，大地灣遺址的保護和科研工作同時發(fā)展起來。

2000年，大地灣遺址被學(xué)術(shù)界評定為中國20世紀百項考古大發(fā)現(xiàn)之一。

大地灣遺址分布范圍約為110萬平方米，發(fā)掘總面積為14752平方米，約占分布范圍的1.34%，共發(fā)掘出房址240個，灶址98個，灰坑和窖穴325個，墓葬71座，窯址35座，溝渠12段。累計出土陶器4147件，石器（包括玉器）1931件，骨角牙蚌器2218件，動物骨骼17000件。存在時間從8000年前延續(xù)到距今5000年前，可分為5期文化：前仰韶文化，仰韶文化早、中、晚期和常山下層文化。其中，大地灣一期文化距今8000年左右，是我國西北地區(qū)最早的新石器文化。屬于大地灣一期文化的彩陶共200多件，是我國迄今為止所發(fā)現(xiàn)時代最早的彩陶，它有力地駁斥了中國彩陶源于西方的錯誤結(jié)論，為“中國制造”提供鐵證。

人頭形器口彩陶瓶，屬于大地灣文化二期，通高31.8厘米。

大地灣遺址出土的最大的一件魚紋盆直徑達51厘米，是目前國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的直徑最大的魚紋盆。8000年前大地灣先民采用一種“內(nèi)模敷泥法”的制陶方法，是我國迄今發(fā)現(xiàn)最早的一種制陶方法。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，大地灣先民不斷地對彩陶制造和裝飾技術(shù)進行探索，顯示出大地灣彩陶的本土性和原創(chuàng)性。

大地灣原始地畫繪制于F411的白灰地面上，東西長1.2米，南北寬1.1米。其中男性特征人物畫像高32.5厘米，寬14厘米；女性特征人物畫像高34厘米，寬13厘米。繪畫顏料為炭黑，繪制工具為軟筆，距今5000年，是中國繪畫的鼻祖。

大地灣遺址共發(fā)掘出房址240個。其中F901最富有特色，建筑面積達420平方米，由前廳、主室、后室、左右側(cè)室及門前棚廊式建筑六大部分組成。F901主室有8根立柱將空間一分為九間，中心立柱直徑約50厘米，周圍有142根木柱堅固墻體，整個建筑高6～7米，門寬1.1～1.2米，中部灶臺直徑2.6米，殘高0.5米。F901地面使用一種原始的混凝土，平均強度為每平方厘米抗壓120公斤，相當于現(xiàn)代的100號水泥砂漿地面。

最近10年，我國又新發(fā)現(xiàn)10多處距今1萬年左右、擁有陶器制作技術(shù)和原始農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的史前遺址。如，南方地區(qū)的湖南道縣玉蟾巖遺址、江西萬年仙人洞和吊桶環(huán)遺址、江蘇溧水神仙洞遺址、廣西南寧豹子頭遺址（距今1萬年左右）、湖南灃縣城頭山遺址（距今10000～8000年），北方地區(qū)的河北徐水南莊頭遺址（距今10815～9690年）、河北陽原于家溝遺址。