三星堆分布在馬牧河西岸東、南、西三面的臺(tái)地上，是三座長(zhǎng)約數(shù)十米至百米、高約5米至8米，連結(jié)成一線的土堆。關(guān)于三星堆，有一個(gè)美麗的神話。傳說玉皇大帝從天上撒落三把泥土，落在了廣漢的湔江之畔后形成了三座大土堆，突兀地立于平原之上，猶如一條直線上分布的三顆金星，故名三星堆。在牧馬河對(duì)岸，有一高出周圍的弧形臺(tái)地，富于奇想的人們于是將這片臺(tái)地起名為月亮灣。三星堆與月亮灣隔河相望，亙古而來，形成了廣漢八景之一—三星伴月。

三星堆遺址的發(fā)現(xiàn)，始于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民燕道誠(chéng)與兒子燕青于1929年春耕偶然發(fā)現(xiàn)的一坑玉石器，其中有圭、璧、琮、玉圈、石珠等，一共300多件。1931年春，在廣漢縣傳教的英國(guó)傳教士董篤宜聽到這個(gè)消息后，找到當(dāng)?shù)伛v軍幫忙宣傳保護(hù)和調(diào)查，還將收集到的玉石器交美國(guó)人開辦的華西大學(xué)博物館保管。根據(jù)董篤宜提供的線索，華西大學(xué)博物館館長(zhǎng)葛維漢和助理林名鈞于1934年春天組成考古隊(duì)，經(jīng)四川省教育廳頒發(fā)執(zhí)照，廣漢縣政府批準(zhǔn)，由廣漢縣縣長(zhǎng)羅雨倉(cāng)主持，在燕氏發(fā)現(xiàn)玉石器的附近進(jìn)行了為期十天的發(fā)掘。發(fā)掘收獲豐富，共出土文物600多件，有陶器、石器、玉珠、玉杵、玉璧、玉圭等，這些文物后交由華西大學(xué)博物館收藏。此次考古發(fā)掘的成果被葛維漢整理成《漢州發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)》，發(fā)表于1936年的《華西邊疆月刊》，文中將這批出土的文物命名為“廣漢文化”。遺憾的是，三星堆遺址自1934年首次發(fā)掘以后，發(fā)掘就長(zhǎng)期停滯。 20世紀(jì)50年代開始，考古工作者又恢復(fù)了在三星堆的考古工作。四川省博物館的王家佑、江甸潮等調(diào)查三星堆、月亮灣，首次發(fā)現(xiàn)三星堆存有大片古城遺址，當(dāng)時(shí)還沒有認(rèn)識(shí)到三星堆遺址的巨大規(guī)模，所以將三星堆遺址北部的月亮灣地點(diǎn)和南部的三星堆地點(diǎn)各自當(dāng)作一個(gè)遺址，分別命名為“橫梁子遺址”和“三星堆遺址”。 1963年，由馮漢驥領(lǐng)隊(duì)，四川省博物館、四川大學(xué)歷史系組成的聯(lián)合考古隊(duì)再次發(fā)掘了三星堆遺址的月亮灣等地點(diǎn)，展現(xiàn)了三星堆遺址和文化的基本面貌。當(dāng)時(shí)，馮漢驥教授曾認(rèn)識(shí)到，三星堆“一帶遺址如此密集，很可能就是古代蜀國(guó)的一個(gè)中心都邑”。馮先生當(dāng)時(shí)曾預(yù)言，三星堆很可能是古蜀人的遺址，說不定就是古蜀人的“都城”。 對(duì)三星堆的初步考古發(fā)掘，一直持續(xù)到上世紀(jì)80年代。根據(jù)已有成果，考古學(xué)家推測(cè)三星堆、月亮灣是商周時(shí)期古蜀國(guó)都邑所在，但是并未找到代表商周文明的青銅器皿，更沒有找到相應(yīng)的文字記載。而三星堆也漸漸成為當(dāng)?shù)卮u廠取土作業(yè)的場(chǎng)所，偌大的土堆漸漸被夷為平地。

20世紀(jì)八九十年代以后，三星堆遺址迎來了大規(guī)模連續(xù)發(fā)掘時(shí)期，前后長(zhǎng)達(dá)20年。1980～1981年的發(fā)掘，清理出成片的新石器時(shí)代的房址遺跡，出土標(biāo)本上萬件，還發(fā)現(xiàn)了具有分期意義的地層迭壓關(guān)系。這次發(fā)掘的發(fā)掘報(bào)告《廣漢三星堆遺址》中指出，三星堆是“一種在四川地區(qū)分布較廣的、具有鮮明特征的，有別于其它任何考古學(xué)文化的一種古文化” ，已經(jīng)具備了夏鼐提出的命名考古學(xué)文化的三個(gè)條件，建議命名為“三星堆文化”。 1982年和1984年，考古工作者分別在三星堆地點(diǎn)西南和西泉坎地點(diǎn)進(jìn)行了兩次發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)三星堆遺址最晚期的遺存。

1986年7月18日，當(dāng)?shù)卮u廠取土的工地上傳來消息，工人在那里挖出了一塊玉石器。省文管會(huì)接到報(bào)告后立即派考古隊(duì)前往調(diào)查，發(fā)現(xiàn)那是一塊長(zhǎng)約40厘米的玉璋，已經(jīng)被挖碎。考古隊(duì)立即封鎖現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行搶救性發(fā)掘。從7月18日至8月14目，共開掘25平米的探方6個(gè)。7月23日凌晨2點(diǎn)30分，考古人員發(fā)掘出了一根黃金手杖，手杖的芯為木質(zhì)，以黃金卷包，上有奇特圖案，分別是2只背對(duì)的魚、2只背對(duì)的鳥、2顆對(duì)稱的頭戴五齒高冠的人頭，這樣的手杖在中國(guó)考古史上尚屬首次發(fā)現(xiàn)，決非等閑之物?？脊湃藛T在出土金杖的地方，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大坑?？訛殚L(zhǎng)方形，口大底小?？涌陂L(zhǎng)約4.5米，寬約3.5米；坑底平整，長(zhǎng)4.1米，寬2.8米，深逾1.6米?？觾?nèi)出土了金、銅、玉、石、骨、陶、象牙等質(zhì)料的文物420件，其中青銅器178件，金器4件，玉器129件，另外還有海貝和大約3立方米左右的燒骨碎渣。玉戈、玉璋等形制較大的玉石器，主要集中分布在東南坑壁的東端；玉鑿、玉錛、石斧、玉斧等形制較小的玉石器，主要分布在坑的西角；坑中部散見少量玉石器；銅“瑗”分布在整個(gè)坑內(nèi)；銅人頭像、銅人面像、銅田、銅尊等大型銅器，主要分布在坑的西南部；象牙主要分布在坑中部一帶；金杖出于坑的中部偏西。根據(jù)器物的疊壓情況，專家推測(cè)這些器物絕不是被隨意擺放，而是按一定次序放置的：首先投放玉石器，然后投放金杖、銅人頭像，銅人面像、銅田、銅尊等大型銅器，再倒入燒骨渣，最后放置陶盞、陶器座、銅戈等器物。骨渣在坑內(nèi)由南向北呈斜坡狀堆積，最厚處竟達(dá)60厘米～80厘米。骨渣大多數(shù)泛白，一部分呈藍(lán)黑色，里面雜有竹木灰燼，但坑內(nèi)不見煙熏痕跡。為什么坑內(nèi)會(huì)有這么多的骨渣呢？這些骨渣作何用途？經(jīng)過觀察，考古人員發(fā)現(xiàn)這些骨渣在入坑前就已焚燒砸碎，并推斷這些骨渣正是將用于祭祀的犧牲“燔燎”后的殘余物質(zhì)，燔燎指的是將犧牲焚燒祭天?？觾?nèi)出土的銅人頭像，頸部呈倒三角形，內(nèi)裝海貝，或插象牙，也均被火燒過。有人認(rèn)為這些器物象征著被古蜀人祭祀的神靈，不過也有專家提出異議，認(rèn)為據(jù)史載和考古發(fā)現(xiàn)，商代祭祀有“人祭”和“殺牲祭”兩種，以“俑”代替人牲作為祭品則始于殷墟婦好墓中隨葬的玉人、石人。祭祀坑內(nèi)的銅人頭像應(yīng)該是象征被殺的“人牲”，而非象征被祭祀的對(duì)象。從殷墟甲骨文中，可以看到很多有關(guān)“燎祭”的卜辭，祭祀名目繁多，對(duì)象廣泛，祭品有牛、羊、豕等。而三星堆祭祀坑內(nèi)有經(jīng)火燔燎敲碎的骨渣，金器、青銅器、玉石器、陶器、象牙、貝等也皆有火燒過的痕跡。種種跡象表明，坑內(nèi)的遺物正是古蜀人在舉行一次規(guī)模浩大、祭典隆重的“燎祭”活動(dòng)后瘞埋下的。絕大部分學(xué)者都同意該坑距今約3400年，正是古蜀人進(jìn)行祭祀活動(dòng)后留下的遺物，因而命名為一號(hào)祭祀坑。這是在巴蜀文化中首次發(fā)現(xiàn)的祭祀坑，坑內(nèi)所出文物對(duì)了解古蜀人祭祀禮儀、宗教意識(shí)等，提供了極有價(jià)值的材料。其中金杖、金面罩、青銅人頭像等文物，在中國(guó)冶金史和雕塑史上有特殊的意義。

8月14日下午6點(diǎn)，在距一號(hào)坑約30米遠(yuǎn)的地方，磚廠工人取土?xí)r又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大坑?？脊殴ぷ魅藛T聞?dòng)嵹s至，向坑中一望，發(fā)現(xiàn)一個(gè)青銅面具已經(jīng)顯露出來，他們立即掩蓋回填，保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)。請(qǐng)示上級(jí)并得到批準(zhǔn)后，從8月20日開始到9月17日，又進(jìn)行了搶救性發(fā)掘清理?？脊湃藛T將這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的坑命名為二號(hào)坑，這個(gè)大坑的發(fā)掘，更令人興奮和震驚不已。坑為長(zhǎng)方形豎穴，坑口距地表深0.55米～0.65米，長(zhǎng)5.3米，寬2.2米～2.3米?？涌谥量拥咨頻.4米～1.68米，坑底長(zhǎng)5米，寬2米～2.1米?？拥孜髂细?，東北低，坑內(nèi)填黃色五花土，填土都經(jīng)夯打。根據(jù)出土?xí)r的堆積迭壓情況，坑內(nèi)的遺物可分為上、中、下三層。下層堆積有大量草木灰燼、炭屑、小型青銅器件、青銅獸面、青銅樹枝、玉石器及大量的海貝等；中層堆積主要是大件青銅器，如大型立人像、車形器、大型人面像、人頭像、樹干、樹座、尊、彝等。上層堆積物主要為60余枚象牙。如此清晰的分層情況表明遺物的投放顯然有一定先后次序。與一號(hào)坑相比，該坑距今約3100年左右，時(shí)間要晚于一號(hào)坑。出土遺物不論種類還是數(shù)量，都比一號(hào)坑豐富得多，清理出遺物1300余件，其中青銅器735件，金器61件，玉器486件，還有象牙器等，另有海貝4600余枚。其中大型青銅立人像、大型青銅人面具、青銅神樹等是一號(hào)坑所沒有的。這批文物的出土，進(jìn)一步反映了古代蜀族的祭祀規(guī)摸和祭祀內(nèi)容，同時(shí)也展示了古代蜀族的青銅文化水平和青銅藝術(shù)特點(diǎn)，為研究祭祀坑的時(shí)代以及古代蜀文化的政治、經(jīng)濟(jì)、藝術(shù)、冶金、宗教、禮儀等，提供了重要資料。不過令人費(fèi)解的是，坑內(nèi)大部分遺物都遭到了損壞，或已殘缺，或做了特殊的處理。如青銅立人像由腰部折為兩段，上半身位于坑的中部，下半身位于坑的西北部，被一青銅樹座所壓。尊、罍、彝等青銅容器主要位于坑的東南和東北兩角，大部分容器外表都被涂成朱色，器內(nèi)裝有海貝、玉石器。青銅獸面被置于坑西北角，伴有大量的海貝。青銅人頭像、青銅人面像主要分布于坑的四周，有的頭像內(nèi)還裝有不少的海貝。頭像和面像部分損毀并經(jīng)過火燒，尤其是人面像，大部分被打壞或燒壞。象牙及骨器之類也明顯有被燒焦的痕跡，有的玉石器被燒裂。有專家推測(cè)，大多數(shù)遺物是在入坑前人們舉行某種儀式時(shí)有意損壞的，小部分是夯土?xí)r打碎的。1986年7月至9月間，兩個(gè)大型祭祀坑的相繼發(fā)現(xiàn)，4000余件精品文物的橫空出世，轟動(dòng)了世界。

1986年出土了大量遺物和復(fù)雜的地層迭壓關(guān)系，根據(jù)這年的發(fā)掘材料，一些考古研究者開始了三星堆遺址分期的嘗試。也正是在1986年，兩處埋藏有豐寶藏的長(zhǎng)方形器物坑被意外揭露出來，其包含的大量金屬器的出土，引起了海內(nèi)外學(xué)術(shù)界對(duì)位于中國(guó)西南的古蜀文明的重視。在三星堆遺址大規(guī)模發(fā)掘的同時(shí)，1985～1987年對(duì)成都市區(qū)的十二橋遺址進(jìn)行了發(fā)掘，該遺址最下層的文化面貌與三星堆遺址最晚期遺存相同，為三星堆文化的去向等問題提供了重要材料。

1990年開始，對(duì)三星堆文化和文明的探索從成都平原延伸到了渝東地區(qū)和陜南地區(qū)。由于早于三星堆文化的四川盆地新石器時(shí)代文化面貌的初步揭示，并且有多處龍山時(shí)代的古城遺址和若干處具有新石器時(shí)代文化向三星堆文化過渡階段遺存的發(fā)現(xiàn)，為三星堆文明研究的深入進(jìn)行提供了更廣闊的前景。

面對(duì)三星堆文明，四川大學(xué)博物館館長(zhǎng)、考古學(xué)家童恩正無比激動(dòng)地說：“這簡(jiǎn)直就是奇跡！”倫敦不列顛博物館首席中國(guó)考古學(xué)家杰西卡·羅森也發(fā)自內(nèi)心地贊嘆道：“這些發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在看來比有名的中國(guó)兵馬俑更非同凡響?！毕愀邸段膮R報(bào)》報(bào)道稱：“它比湖南馬王堆的文物時(shí)間早、數(shù)量多，其歷史價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值更高，可以和西安的半坡遺址相媲美！”

2015年6月13日，四川新聞網(wǎng)記者獲悉，廣漢三星堆考古又有新發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)一段疑似北城墻的一段，加上之前發(fā)現(xiàn)的東西南城墻，三星堆古城城圈初步呈現(xiàn)。此外，在城墻的下還有三個(gè)墓葬，其中中間一個(gè)墓葬中人骨完整，還能看到手指，據(jù)稱是新石器的人骨，比商周城墻早。