2001年至2003年，中国社会科学院考古研究所内蒙古工作队对兴隆沟遗址进行了三次发掘，在房屋形制、聚落布局、居室葬俗、经济形态、原始宗教信仰、环境考古等方面取得了重大成果，对西辽河流域文明起源及早期社会发展进程研究、东北亚地区史前文化交流等均具有推动作用。兴隆洼文化中期聚落，总面积约5万平方米，是目前所知规模大的一处，距今约8000—7500年。地表分布有房址灰圈150余座，自东向西分成三区。三年共发掘房址37座、居室墓葬26座、灰坑50余座，出土遗物有陶器、石器、玉器、骨器、蚌器、动物骨骼、自然石块等。
遗址总面积4.8万平方米，共发现古代房址145座。考古发掘共清理古代房址38座、居室墓28座、灰坑50多个，发掘总面积4000平方米。比较重要的考古发现有：发现的玉器（玉玦）被学术界誉为世界上早的玉器。发现了中国目前所知早的猪首龙形态。特别是在对植物标本浮选中，发现碳化的粟和黍，经世界早期农耕文明专家鉴定后认为这些谷物距今8000年，比中欧地区发现的谷子早2700年，由此推断敖汉地区是中国古代旱作农业起源地，也是横跨欧亚大陆旱作农业的发源地。2010年5月，我旗启动了敖汉旱作农业系统申报联合国粮农组织全球重要农业文化遗产工作。2011年6月，被正式列为全球重要农业文化遗产主要候选地。经国内外专家委员会评审，2012年8月18日，联合国粮农组织正式批复将敖汉旱作农业系统列为全球重要农业文化遗产。9月5日，联合国粮农组织、农业部、中科院在北京人民大会堂为敖汉旗授牌。
房址平面均呈长方形或近方形，皆为半地穴式建筑，可分为大、中、小三型。从现有的发掘结果看，5号房址大，面积为86.24平方米；10号房址小，面积为27.5平方米；其余房址的面积约为40—70平方米。5号房址四角均堆有长方形或方形的熟土台，室内平面呈“亚”字形；13号房址的西北角发现弧形暗道式出入口，成年人能从暗道爬出。“亚”字形房屋和暗道式出入口在中国东北地区史前时期房址中均系发现。
房址均呈东北—西南向排列，布局规整。从出土遗物的特征看，已发掘的东、中、西三区房址间无明显的年代差异，聚落布局经过统一规划，推断为一次性布局而成。房址呈三区分布的格局代表了兴隆洼文化聚落形态中的一种新的类型。
墓穴在房址中有固定的位置，墓口均呈长方形，墓壁竖直，底部平整。有的墓口被踩踏成硬面，与周围的居住面连成一体，证明埋入墓葬后该房址被继续居住；也有的墓穴直接打破居住面，墓口上未见硬面，证明埋入墓葬后该房址即被废弃。墓主人有成年人也有儿童，有的骨骼不完整或有明显的肢解现象。10号房址内共发现3座居室墓葬，是已发掘过的兴隆洼文化房址中埋葬居室墓多的一例。10号居室墓位于23号房址内，墓主人为2名儿童，在墓穴内分两层埋葬。儿童合葬墓在兴隆洼文化中系发现。新发现的23号居室墓位于36号房址内，是中国东北地区目前所知年代早的成人男女合葬墓。18和22号房址是中区保存完整的两座房址，堆积层内出土较多红烧土块，穴壁内侧及居住面多被烧烤成红褐、灰黑色，房址内出土了大量成组摆放的遗物，居住面上均发现有人骨。18号房址东北部居住面上出有1具人骨，22号房址居住面上出有4具人骨。在房屋居住面上埋葬死者的现象在兴隆洼文化中尚属发现，为兴隆洼文化居室葬俗的研究增添了新的内容。
房址堆积层内和居住面上出有较多的动物骨骼，以猪、马鹿和狍子为主。5号房址西南部居住面上出有一组摆放规整的动物头骨，分别为12个猪头和3个鹿头。可以看出，狩猎经济在兴隆沟先民的经济生活中占有十分重要的地位。20号房址西部堆积层内集中出有10余枚炭化的山核桃，是兴隆沟先民从事采集经济的重要证据。通过对房址和灰坑内发掘土样进行系统浮选，获得一批植物遗骸资料，10号和31号房址内发现有炭化的的粟，经过人工栽培，是中国目前所发现的年代早的粟，也是兴隆沟先民从事原始农耕生产的实证。发掘所获较多蚌壳和少量鱼骨资料显示，捕捞经济也是兴隆沟先民经济生活中的重要组成部分。
5号房址西南部居住面上出土摆放规整的动物头骨，多数前额正中钻有长方形或圆形孔，其中2例留有明显的灼痕，具有鲜明的宗教祭祀性质。15号居室墓葬的墓口西北端并排立置一大一小的2件陶罐，罐体下半段埋在墓穴填土内，大罐底部与墓主人头部上下相对，西南侧腹壁有1个圆形钻孔，直径7厘米。参考相关民族学资料，大罐上的钻孔可能作为墓主人“灵魂”出入的通道。石、蚌质人面饰及人头盖骨牌饰的发现，是研究兴隆洼先民宗教信仰的重要资料。
通过对动物骨骼和植物遗骸的研究、古树种的分析、遗址及周围地质、地貌的考察，将对兴隆沟先民生活时期的古环境得出科学的认识。
2012年5月，赤峰市敖汉旗兴隆沟遗址发现一尊距今5300多年、属于红山文化时期的精美陶塑人像。这尊呈现男性特征的陶塑人像为整身、盘坐，头戴盘索冠，口圆张，双目圆睁，两臂交叉，右手用力按在左手上，陶塑人像表情生动、造型逼真细致。
经过仔细观察，发现陶像的动作和表情是正在用力呼喊的状态。在细部塑造上，可以看到他正在圆张口部奋力呼喊，由于口部用力很大，带动着他的锁骨和脖颈凸起，两只手也使劲按在腹部，手和小臂的筋肉因用力而凸起。如此生动细致的陶塑堪称5000多年前红山文化时期先民创造的伟大艺术珍品。
据赤峰市敖汉旗史前文化博物馆馆长田彦国介绍，2012年5月下旬，中国社会科学院考古研究所内蒙古工作队与敖汉旗史前文化博物馆考古人员在兴隆沟遗址调查测绘时发现几块特殊的陶塑残片，多年的经验使他们敏锐地感觉到，这些陶片有可能会拼对出人像面部和上身。随后，经对发现陶片的区域进行抢救性清理、发掘，先后发现65块破损陶片。7月6日，考古人员将陶塑人像成功复原。该人像系泥质红陶捏塑而成，通高55厘米，其中头长20.7厘米，身高33.08厘米，底部直径21厘米。
对于这次考古发现的重大意义，中国社会科学院考古研究所所长王巍将其概括为：一是史前考古的重大发现；二是中华文明起源研究当中重要新成果；三是对红山文化乃至辽河流域的文明演进过程，包括当时的宗教信仰等方面的研究提供了难得一手资料；四是人像艺术和造型体现了史前艺术结晶，当时的雕塑技术令人震惊。该陶塑人像在敖汉的出土再次证明了敖汉旗包括敖汉所在的赤峰是红山文化的中心之一。
新华网呼和浩特9月1日电（记者贾立君）内蒙古自治区赤峰市敖汉旗政府近日邀请专家对兴隆沟出土的碳化粟和黍进行“会诊”。专家们认为，这批七八千年的谷物遗存是中国北方旱作农业谷物的实证，比中欧地区发现的谷子早2000多年。
当地政府已成立“申遗”领导小组，开始整理相关资料及进行数据采集等工作，准备将其申报为联合国粮农组织全球重要农业文化遗产。
敖汉旗（县）博物馆馆长田彦国介绍说，旗政府近日邀请中国社会科学院考古研究所边疆考古中心主任刘国祥等专家，就兴隆沟遗址发掘出土的碳化粟和黍申报联合国教科文组织粮农组织全球重要农业文化遗产事宜进行了研讨。
专家们一致表示，这批2003年出土的碳化谷物经鉴定机构——加拿大多伦多大学C14鉴定，已有7700年至8000年的历史，比中欧地区发现的谷子早2000年至2700年。
由此，专家们推断、论证认为，兴隆沟遗址出土的碳化谷物，是中国北方旱作农业谷物的实证，是经过世界专业的早期农耕文明实验室鉴定出来的谷子和糜子的人工栽培标本，已经具备“申遗”条件。
作为联合国粮农组织全球重要农业文化遗产中国专家组成员的赵志军研究员，当时在兴隆沟遗址发掘期间，组织并指导了这批碳化谷物的浮选工作。之后，他对所提取的1500多粒碳化谷物在实验室进行识别鉴定发现，其中90%为糜子（黍）、10%为谷子（粟）；随后，加拿大和英国的专家鉴定后认为，这些糜子和谷子是人工栽培形态的遗留物；接着，加拿大多伦多大学专业实验室对这些谷物进行了年代鉴定。
中国专家通过实验室分类和植物种属鉴定认为，兴隆沟遗址出土的谷物是目前在中国乃至世界上所发现的在年代和种属鉴定上都确定无误的早的小米遗存，其在形态特征上所表现出的原始特性揭示这些谷物很可能是当地栽培而成的。如果真是那样的话，遗址所在的内蒙古东部西辽河上游地区就应该是小米的起源地或起源地之一。
总面积为5万平方米的兴隆沟遗址，位于内蒙古东部敖汉旗宝国吐乡大窝铺村西南1华里的缓坡地上。2001年至2003年，中国社会科学院考古研究所和敖汉旗博物馆组织专家对遗址进行了为期3年的考古发掘，在所发掘的2万平方米范围内揭露出房址37座、居室墓葬26座，出土了一大批珍贵文物及文物标本。专家在对房址内提取的土样进行浮选时，发现了这批碳化谷物。
