该遗址1953年春发现，遗址面积50000平方米。从1954年9月到1957年夏季，中国科学院考古研究所组织近200名考古工作者，前后发掘5次，延续近4年时间，揭露遗址面积达10000平方米，获得 了大量珍贵的科学资料。1971年又进行了第六次发掘。总括六次发掘，可以看到，整个遗址略呈南北较长、东西较窄的不规则的椭圆形，总面积5万平方米（发掘面积1万平方米左右），房屋和窖穴、饲养家畜的圈栏集中分布在村落的中心，约占3万平方米。围绕居住区，还有一条深宽各约5—6米的围沟。遗址北部是氏族公共墓地，东部则是制陶窑场。居住区和墓地、窑场明显分开。
遗址中，发现了房屋遗迹有46座。房屋的形式有圆形和方形两种，其建筑结构有半穴居和地面木架建筑两类。这些房屋布局合理，在村落中心有一座规模很大的长方形房屋，当是供氏族成员共同活动的场所；其他较小型房屋环置周围，应是氏族成员的住处。在居住区内，还发现200多个窖穴和房屋交错在一起，它是用来储藏食物和用具的。
半坡遗址的墓葬，共发现250座，成人墓多坐落在围沟北部的氏族公共墓地，小孩则埋在居住房屋的近旁，其中绝大多数是瓮棺葬（用两个陶瓮扣在一起，以为葬具）。墓葬中发现有两个年龄相仿的男子和四个年龄相仿的女子分别合葬在一起的墓穴，在一个年龄只有三四岁的女孩墓中，还发现了丰富而精美的随葬品。这些现象直接或间接地表现了母系氏族社会的特点。
半坡遗址中，出土的遗物有近万件，其中有农业生产工具，包括石斧、石锛、石铲、石刀、碾磨器等；渔猎工具，包括石、角制的矛头、箭头、骨鱼叉、骨鱼钩、石网坠等；手工业工具，包括石和陶制纺轮、骨针、骨凿等。表明农业畜牧业是半坡氏族的主要生产事业，同时渔、猎和手工业在当时人们的生活中也占有重要的位置。出土的遗物中，还有大量的陶器，仅完整和能够复原的陶器就有近千件，这些陶器的品类很多，有钵、碗、盆、壶、杯、盘、罐、缸、釜、瓮等；其地红色，上面大多绘有丰富美丽的动物、人形和几何花纹等图案。有的陶钵口沿刻有符号，约二三十种，可能是中国原始文字的起源。这些都反映了半坡氏族人们，已有较高的制陶技术和艺术水平。
半坡博物馆陈列展览面积约4500平方米，分出土文物陈列、遗址大厅和辅助陈列三部分。 出土文物陈列由第一展室和第二展室组成，主要展出半坡遗址和姜寨遗址出土的原始先民 使用过的生产工具、生活用具和艺术品等，包括石斧、石铲、石刀、刮削器、敲砸器、 箭头、磨盘、纺纶、骨锥、骨刀、骨针、鱼钩、鱼叉、陶钵、陶盆、陶碗、陶罐、陶甑以 及尖底瓶等，此外还有陶哨、人头、鸟头、兽头等艺术品和一些装饰品，在半坡遗址出土的 二十二种刻划符号也展示在陈列室中；遗址大厅是就地发现、原貌保存的半坡先民居住过的 一部分，面积约3000平方米，包括半坡先民居住过的房屋，使用过的窖穴、陶窑、墓葬等先 民遗迹，生动而具体地展现了我们祖先开拓史前文明的艰难足迹；辅助陈列有第三、第四两 个展室，主要举办一些与史前学相关的专题性展览。这些融知识性、趣味性和艺术性为一体 的展览受到了中外游客的广泛称赞和欢迎。
