遗址发现于20世纪20年代末。新中国成立后，四川省文物部门重新启动三星堆遗址考古工作。1986年发现1、2号“祭祀坑”，出土青铜神像、青铜人像、青铜神树、金面罩、金杖、大玉璋、象牙等珍贵文物千余件，多数文物前所未见，揭示了一种全新的青铜文化面貌。1987年考古工作者提出“三星堆文化”命名，推断其年代相当于夏代晚期至商周之际。1988年三星堆遗址由国务院公布为全国重点文物保护单位。
  国家文物局高度重视三星堆遗址考古与研究工作，20世纪80年代至今，指导四川省开展大规模调查勘探和发掘工作，陆续发现三星堆古城、月亮湾小城、仓包包小城、青关山大型建筑基址、仁胜村墓地等重要遗迹，明确了三星堆遗址分布范围、结构布局。

  考古工作者陆续在成都平原、重庆涪陵长江沿岸、嘉陵江流域、涪江流域、大渡河流域发现三星堆文化相关遗址，逐步廓清了三星堆文化分布范围，也揭示了三星堆文化与中原地区夏商文化的密切关系。
  此外，考古工作者在成都平原发现以宝墩遗址、郫县古城遗址、鱼凫村遗址、芒城遗址、双河遗址、紫竹遗址等8处长江上游新石器时代宝墩文化城址，以及十二桥遗址、金沙遗址等成都平原商周时期重要城址，逐步探明三星堆文化源流。