1928年4月,作為國立清華大學(xué)國學(xué)研究院研究生的吳金鼎,到離龍山鎮(zhèn)城子崖遺址不遠(yuǎn)的漢代平陵城遺址作假期野外考察。他途經(jīng)龍山鎮(zhèn)城子崖,不經(jīng)意地回頭一望,路溝邊斷崖的橫截面引起了他的注意,在陽光下一條延續(xù)數(shù)米的古文化地層帶清晰可見。翌年7月至10月,吳金鼎對城子崖及周圍地區(qū)共進(jìn)行了四次調(diào)查,先后在城子崖采集到陶片、骨笄和磨光石斧,陶片中有磨光黑陶片,他稱作“油光黑陶片”,以前沒有見過,他認(rèn)為這是一處重要的新石器文化遺址。吳金鼎很快就將自己的發(fā)現(xiàn)報告給了他的老師李濟(jì)先生。被人稱為“中國考古學(xué)奠基人”的李濟(jì)先生是中國第一位人類學(xué)及考古學(xué)博士,正是他在1930年主持了城子崖遺址的第一次大規(guī)模發(fā)掘。就這樣,城子崖考古取得了重大的成果———發(fā)現(xiàn)了龍山文化。
1930年,蔣、閻、馮中原大戰(zhàn)爆發(fā),殷墟的發(fā)掘無法進(jìn)行,發(fā)掘工作就轉(zhuǎn)向了山東。經(jīng)過一番深思熟慮,決定先對城子崖遺址進(jìn)行發(fā)掘。1930年秋,中研院和山東國民政府共同組成山東古跡研究會,由中研院史語所所長傅斯年任主任委員,史語所考古組主任李濟(jì)任田野工作主任,省方委員王獻(xiàn)唐任秘書。同年11月進(jìn)行了發(fā)掘,翌年10月再次發(fā)掘,歷時共51天,共開探溝約90條,合計發(fā)掘面積1900余平方米。中間梁思永由美國回國,參加了1931年的發(fā)掘,在發(fā)掘中初步運(yùn)用了考古地層學(xué)原理,在中國考古學(xué)上最早繪制了地層圖。
城子崖發(fā)掘果然發(fā)現(xiàn)了和彩陶文化截然不同的黑陶文化,不久即以其所在地龍山鎮(zhèn)命名為龍山文化。一些跡象表明,它代表著一種文化體系,有些器物如卜骨、版筑夯土等,可以和殷墟文化作比較。這使他們感到,在東方春秋戰(zhàn)國時期的齊、魯?shù)貐^(qū),發(fā)展著構(gòu)成中國最早期歷史文化的“最要緊的成分”。他們認(rèn)為,如果能查明城子崖黑陶文化的發(fā)展脈絡(luò)和范圍,“中國黎明期的歷史就可解決一半了”。至今來看這些說法,竟也未離大譜。
城子崖遺址的發(fā)掘,是中國國家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、中國考古學(xué)者首次對史前遺址進(jìn)行有計劃、有目的的大規(guī)模發(fā)掘,也是中國考古學(xué)最早的比較科學(xué)的發(fā)掘,發(fā)掘后期運(yùn)用了考古地層學(xué)原理,區(qū)分了不同的土色土質(zhì),繪制了地層圖;把該遺址的文化堆積區(qū)分為黑陶文化和灰陶文化兩期;發(fā)現(xiàn)了黑陶文化期和灰陶文化期兩座城址;發(fā)現(xiàn)了黑陶文化和灰陶文化的卜骨;1934年出版了中國考古學(xué)的第一部田野考古專刊《城子崖——山東省歷城縣龍山鎮(zhèn)新石器時代遺址》。總之,城子崖遺址的發(fā)掘為中國史前考古的發(fā)展鋪墊了重要的基石,動搖了中國文化西來說,城子崖遺址因此獲得“中國考古圣地”的殊榮。1961年被國務(wù)院公布為全國第一批重點(diǎn)文物保護(hù)單位。