二裏頭文化最早於1952年在河南登封的玉村遺址發現，1956年發掘洛達廟遺址的時候，人們註意到它在文化面貌上具有若幹特色，壹度被稱為洛達廟類型。1959年起在洛陽偃師二裏頭遺址進行科學發掘以後，發現二裏頭遺址更加具有典型性，故將這種類型的遺存命名為二裏頭文化。
二裏頭文化於1953年首先在河南省登封縣王村遺址發現，當時出土的遺物不多。自1954至1957年，在洛陽東幹溝村附近又曾幾次發現這種文化的墓葬與灰坑。這個遺址的晚期堆積中發現有青銅小刀和青銅錐，器形和鑄造工藝都很原始。從地層關系上可以清楚地判斷出這種文化的年代晚於人們熟悉的河南龍山文化，又早於商代，這種文化的特點及其所處的時代，引起了學術界的廣泛註意。
很快，在洛陽偃師灰咀和二裏頭、鄭州洛達廟、鞏義稍砦、澠池鹿寺、陜縣七裏鋪等地都發現了這類古文化遺存。隨著中國社會科學院對洛陽二裏頭遺址的大規模科學發掘，資料越來越豐富，許多碳14測定數據集中在公元前21—前15 世紀。考古界遂把這種文化定名為二裏頭文化，並做為夏文化的主要討論內容。
20世紀80年代，二裏頭文化遺址的發現不僅遍及河南全省，而且在河北省南部、山西省西南部和陜西省東部各地都有發現，已達100多處。這些遺址中既包含早期的城址、宮殿建築、村落、墓葬群，也有壹些銅器冶鑄、制石制陶、制骨的手工業作坊，出土了大批陶器、石器、早期青銅器、玉器、象牙雕刻器和漆器等，具有明顯的時代特征，是研究夏代經濟和文化的珍貴資料。