20世纪50年代末，考古工作者开始了夏文化和夏代都城的探索。古代文献中关于夏人活动地域的传说，为探索夏文化提供了重要线索。1959年开始的二里头遗址的发掘，标志着这个探索进入到实质性阶段。在考古界一提到二里头遗址，学者们马上就会想到著名的考古学家徐旭生先生。为了寻找夏代遗迹，他于1959年带领一行人前往豫西调查，发现了二里头遗址。
二里头遗址位于河南省偃师市，是夏王朝晚期的一座都城遗址，面积达6平方千米。发掘结果表明，遗址文化堆积丰富，有些地方厚达4米左右，主体遗存命名为二里头文化。碳14断代研究表明，遗址主体堆积的年代大致在公元前1900年～公元前1500年之间，正好处于夏王朝的纪年之内，而且二里头又属于传说中夏人的活动范围，因此学术界把它列为探索夏文化问题的主要对象之一。
经过近40年的发掘，二里头发现的文化遗迹有宫殿建筑基址、铸铜遗址、平民居住址、陶窑、墓葬和窖穴等。
二里头遗址的大型宫殿基址现已发掘两座。其中1号宫殿基址平面为正方形，面积达1万多平方米，为一高台式夯土台基。它的中部偏北有一长方形台基，上面原来建有一座殿堂。2号宫殿基址平面为长方形，形制与1号基址相仿，规模略小。主殿后部地下发现一座大墓，墓室面积20平方米，深6米，可惜已被盗掘。二里头遗址的宫殿建筑，从形制到结构都表现出早期宫殿的特点，很多为后代宫殿所沿用，它开创了中国古代宫殿建筑的先河。遗址发现一处大型铸铜作坊遗址，出土大量坩埚残片和铸铜工具，是目前所知中国发现的年代最早的一处大型铸铜遗址。
虽然由于各种原因，遗址目前还没有发现大型墓葬，但它毕竟是盛极一时的夏王朝的国都，在一些中小型墓葬和居址中仍发现不少文物精品，如青铜爵、青铜斝等，是目前所知中国最早的青铜容器，形制古朴庄重，堪称国宝。遗址中还出土有数面镶嵌绿松石的兽面铜牌饰，其中一件用200多块绿松石镶嵌而成，制作精美，表现出极其熟练的镶嵌技术，是目前所知最早的铜镶玉石制品。出土的玉器亦是超凡脱俗，风格独具，器形有圭、璋、琼、戈、刀和柄形器等，其中一件柄形器有上、中、下三组兽面纹，饰两组花瓣纹，兽面用单线和浅浮雕相结合的技法雕成，线条流畅自然，庄重典雅。还有七孔玉刀，也是二里头文化中重要的王礼器之一。
遗址出土陶器很多，在学术研究上有相当重要的价值。这些陶器中有器形硕大的大口尊，肩部抽象立体兽头一对，庄重威严，也有形态怪异的透底器，肩饰6条长龙，挺身抬头，气势昂扬。这些器物与规模庞大的宫殿建筑、铸铜遗址相映成辉，无不洋溢着王者气派。
二里头遗址的发现，是继1950年郑州二里岗之后夏商考古的又一重大收获，它不仅从考古学上证明了夏王朝的存在，而且为进一步探讨夏商关系和进行夏史研究提供了实物资料。