1929年的一天，家住河北岸的燕氏父子在农耕时发现了满坑光彩夺目的玉石器。他们把这些玉石器卖到古董市场，也送给当地驻军旅长陶宗凯。此人请当时在华西大学地质系任教对古董有所研究的葛维汉先生来鉴别。看到这些玉石器后，他初步认定了这些玉器是周代礼器。于是他组织了对三星堆遗址进行考察的考古队。考古队在发掘中，发现了许多陶器、石器、玉珠、玉圭等稀世珍宝。
挖掘工作在侵华战争时期被阻断了。第二次发掘工作始于上世纪50年代初期。他们采集了大量石器和陶器标本，根据初步考证，他们确定该遗址可能是西周时期的古遗址。
1980年，由四川省文物管理委员会组织的对三星堆遗址抢救性的发掘全面展开了。这次出土了不少的陶器、玉器、石器，还发现了大量的房屋基址和四千多年前的墓葬。
1986年考古学家发现了上面刻有鱼、鸟纹和王者之像的“金腰带”。继“金腰带”之后，大量的玉器、象牙、青铜器及金器也被陆续发现，尤其是青铜器中的各式人头像和黄金面罩是中国考古史上的首次发现，具有十分重要的意义。
