庙底沟遗址1953年由中国科学院考古研究所河南考古调查队首先发现。1956年，中科院考古研究所黄河水库考古队就在此进行过较大规模的发掘，发现了庙底沟文化及庙底沟二期文化，填补了仰韶文化向河南龙山文化发展的空白。2002年，河南省文物考古研究所等单位对遗址进行了又一次抢救性发掘，发现了庙底沟文化、西王村文化和庙底沟二期文化大量精美的彩陶和丰富的遗迹。庙底沟遗址早在庙底沟文化时期，就已经形成了聚落结构的雏形。在它的东西两面都有壕沟相环，居住区主要分布在遗址的中部和西部，制作陶器的陶窑也集中分布在遗址的西部，说明当时已有了专门的制陶作业区。植物考古的证据表明，庙底沟遗址是以粟和黍为主的旱作农业为主。这一时期庙底沟先民的肉食资源获取方式属于“开发型”，以饲养家猪为主。值得注意的是，在这一时期的个别灰坑中，出现了随意弃置尸体的现象，说明暴力行动和冲突征服已经存在。庙底沟文化彩陶奠定了中国史前艺术发展的基础，也是史前艺术发展的一个顶峰。庙底沟文化彩陶向四周播散，开创了一个灿烂的彩陶时代，也使得中原地区逐步崛起为华夏文明的中心。目前，三门峡庙底沟考古遗址公园已建成，成为了宣传展示庙底沟文化的最佳平台。

历年主要发掘单位：中国科学院考古研究所黄河水库考古工作队、河南省文物考古研究所、三门峡市文物考古研究所、郑州大学历史系考古专业等 历任发掘领队及主持发掘者、主要参与发掘人员：夏鼐、安志敏、吴汝祚、郑乃武、谢瑞琚、杨吉昌、洪晴玉、郑笑梅、叶小燕、白荣金、樊温泉、杨树刚、靳松安、任伟、赵海洲、郑立超等