1920年夏天，法国传教士桑志华神父从庆阳前往华池柳河村的小教堂，路过赵家岔的洞洞沟，碰巧看见当地百姓在挖“龙骨” （古脊惟动物的化石），于是，他便雇人挖掘。不料却意外地挖出了一件黑色石英岩打制的石核和两件石片，这便是举世公认的我国最早出土的旧石器，这一重大发现，立刻引起了国内外考古学界的注意。
截至目前为止，经考古工作者的努力，被发现的陇右旧石器时代遗址主要有：镇原县的姜家湾、寺沟门、黑土梁，环县的楼房子、刘家岔，庆阳县的巨家原，泾川县的南峪沟、桃山嘴，庄浪县的南胡双堡子、朱家店等。这其中，1977年7月发现的环县刘家岔遗址约有150平方米，出土有脊椎动物化石13种和石制品1022件，还有烧骨和灰烬。1984年，天水市武山县大沟骨头沟发现古人类颅盖骨化石，经碳14实验室测定距今3.8万多年。由此考古学家认为：旧石器时代陇东高原是一个气候温暖湿润、水源丰富、森林茂密的地区，当时的原始人已开始用火。
勤劳、勇敢的原始人就这样不断丰富着他们的生产、生活经验，因而，他们的生活也丰富起来，这一点在之后的新石器时代的考古中得以证明。这就是陇右新石器时代文化遗存的大地湾、马家窑、齐家文化遗址。1978年至1982年，考古工作者在天水市秦安县邵店村的大地湾发掘出土文物7700余件，遗址总面积32万平方米，这一完整的原始部落居住遗址的规模之大、内涵之丰富，在我国考古史上实属罕见。
马家窑文化因最早于1923年至1942年发现于临洮县马家窑而得名.据考古资料证明,马家窑文化一般指分布在甘、宁、青的石岭下、马家窑、半山、马厂类型的文化遗存。1949年以来，已发掘的马家窑、半山、马厂文化遗址，有东乡县林泉，广河县地巴坪，临洮县马家窑，永靖县马家香，兰州市区的西坡、花寨子、东岗、白道河坪，永登县的蒋家坪，景泰县的张家台等24处，发现各类房子50多座，墓葬1600多座，各种遗物近6万件。在这子个文化类型中，作为其文化内涵主要标志的陶器较前有大量的增加，从出土的生产工具来看，已进入铜石并用时代。
1924年首先发现于甘肃广河县齐家坪的齐家文化，也是我国铜石并用时代的一种文化，它横跨甘、宁、青、内蒙四省区，距今大约4000年左右。从迄今已发现的350多处遗址、墓葬和1万多件遗物来分析，齐家文化以农业为主，粟是主粮，养猪业较发达，新出现的冶铜业是一项突出的成就。代表甘肃青铜文化的主要有两处遗址，即1976年在玉门火烧沟发现的火烧沟遗址和1924年首先在甘肃临洮辛店（今作甸）发现的辛店文化遗址。前者是我国古代少数民族文化的一1瓮，后者有殉葬墓，说明辛店文化已经进入奴隶制社会。
陇东作为周文化发祥地之一，周文化遗存相当丰富。1967年9月，灵台县西屯乡白草坡发现一座西周墓葬，出土铜器、玉器等各类文物340多件。5年后，又在该县姚家河、洞山、西岭等地先后发掘了10多座西周墓，其中西岭墓中的的铜簋器内底有铭文四个字：“吕姜乍（作）殷”。1 976年，在洞山又发现了46座东周墓，出土的大量器物为研究秦国的社会制度提供了重要的资料。1974年，平凉四十里铺发掘了两座带有车马坑的战国墓，不但规模大，而且墓内各埋葬1车4马。八十年代初在崇信县于家湾发掘的80余座先周、西周时期的墓葬，是我省规模最大的一次西周墓葬发掘。在陇东之外的甘谷毛家坪、陇西西河滩也发掘出了西周墓葬，榆中、永登也先后出土簋、铜锛、铜刀等，这一切都说明西周的统治已达到甘肃中部地区。
汉代的文化遗存和墓葬主要集中在河西的武威等地。而其中影响最大的莫过于汉简。甘肃汉简在数量、 内容上在国内当属第一。它以居延汉简、敦煌汉简、武威汉简、甘谷汉简而著称于世。据初步统计，总数约在6.5万余枚。此外，武威磨嘴子汉墓群在五十年代末、七十年代初的发掘中，出土了一大批陶器、木器、漆器、丝织品等随葬品。其中，木式盘的发现，对于古代天文、历法的研究有着十分重要的意义。1972年发掘的武威旱滩坡汉墓，出土医药简牍93枚，保存药方30多个。两年后，在此又发掘了一座汉代土洞墓，发现了质量优良的单面涂布加工纸“旱滩坡纸”，在我国造纸工艺史上有着十分重要的地位。1969年，武威城北雷台“张将军墓”被发现，举世闻名的艺术珍宝铜奔马与世人见面。1992年12月．距敦煌市64公里处的悬泉置遗址的发现，是西北地区汉代驿站遗址的首次发现，把中国纸张发明时间推前近一个世纪。
河西发现的魏晋十六国时的壁画墓，以嘉峪关新城魏晋壁画墓和酒泉丁家闸十六国壁画为突出代表。1972年至1973年，在新城乡发掘了8座魏晋墓，共保存壁画600多幅。丁家闸8座十六国时的墓葬是七十年代末发掘的，其壁画规模宏，内容极为丰富，是我国首次发现的保存完好的十六国时期大型墓室壁画。
岩画也是陇右文化极为宝贵的遗产，考古工作者自1954年以来，先后在肃北蒙古族自治县野马山北麓、嘉峪关西北黑山中部等地发现古代岩刻画。肃北岩刻画主要分布在大黑沟、野牛沟、灰湾子、七个驴4处，共有图像232幅，大部分为射猎、放牧作战的场面及各种动物图案。有名的黑山岩画发现于1972年，主要分布在黑山中部峡谷的崖石上，共140多处，画面大者30多米，小的仅有0.23米，气势雄伟、壮观，对研究西北少数民族的生活价值极大。
还有黄河古象化石（个体最大、保存最完整）以及兰州境内普氏野马化的发现，都显示出甘肃考古在全国的地位和影响。
