三星堆遗址位于四川广汉县南兴镇北。这里有一条称为马牧河的古河道，北岸的阶地形似月牙，叫做“月亮湾”，南岸原有三个大土堆，故称“三星堆”。就是在这个富有传奇色彩的“星”、“月”之地，演绎出了动人的考古佳话，把人们引入了一个神秘而崭新的文物天地。
1929年春天，世代居住在月亮湾的农民燕道城祖孙三人，在清理水沟时，意外地在沟底挖到了一坑玉石器，有壁、璋、琮、钏、珠、斧、玉料等300多件，他们深夜取回宝物，秘而不宣。三四年后，宝物逐渐流传到社会，一“广汉玉器”在古董商手中炒得炙手可热。1934年春天，由华西大学博物馆（现四川大学博物馆）林名均和美籍教授葛维汉带领的考古队第一次到月亮湾进行考古调查和发掘，获得玉、石、陶器残片等600多件。当时旅居日本的郭沫若先生在看到出土器物的照片后，给予了高度的评价，称广汉发现的器物“是古代西蜀曾与华中、华北有过文化接触的证明”。解放后，四川省文物考古部门先后在这一带进行过调查、清理和发掘工作。
20世纪70年代末，三星堆附近建起一个砖厂。每天，浓浓的黑烟就冲出高大的烟囱弥漫在古遗址的上空，轮窑则如饥肠辘辘的汉子，贪婪地吞噬着三星堆的黄土。于是大量的陶片、陶器和石器暴露出来，部分取土的断面上文化层清晰可见。这些现象引起了有关部门的注意。1980年5月，四川省文管会和广汉县文化馆派人共同进行试掘。由于这次试掘获得了不少有价值的资料，经研究决定成立专门的发掘领导小组，扩大规模继续发掘。
1980年11月中旬，由四川省文管会、省博物馆、广汉县文化馆联合组成的发掘队伍进驻了三星堆。他们选取三星堆中部一堆的东侧作为发掘区，首先按坐标法将发掘区分为A、B、c、D四个区域，而后从中心基点向四周布了44个5米×5米的探方，总面积达1100平方米。在发掘中，队员们发现发掘区西南部的耕土层下有厚薄不等的文化层堆积，尤其是最西南靠土堆顶部边缘处，文化层特别厚，包含物也十分丰富。从这里出土了大量的罐、高柄豆、留足豆、鸟头把勺、盉、圈足盘、平底盘、瓮、碟、瓶、杯、壶、纺轮等陶器，还有一件形似蚕茧的陶网坠。出土的石器主要有斧、锛、凿、刀、杵、纺轮等。遗址里还出土了动物牙齿37枚，经成都地质学院古生物教研组鉴定，全系鹿牙和猪牙。根据所出文物（主要是陶片）的性质、种类和纹饰以及确切的地层关系，文化层大致可分为三期。第一期为新石器时代晚期，据放射性碳素断代等方法测定，距今约4.500多年；第二期距今3700多年，约当夏商之际；第三期距今3200年，约当商代中晚期。
除了陶、石器等遗物以外，发掘人员还发现了一些遗迹，包括3个灰坑、4座墓葬和18座比较完整的房屋建筑遗址。房屋建筑遗址的发现，着实令发掘队员兴奋了一些时日，毕竟，这是四川首次发现4000年左右的建筑群啊。
发掘不断获得新进展，这极大地激发了队员们的工作热情，1981年11月第一次发掘结束后，从1982年到1985年，他们又在三星堆和月亮湾多次进行了调查和发掘。结果，他们在三星堆找到了更晚的文化层——第四期文化遗存，它距今3000年，约相当于商末周初，类似于最早发现的蜀文化的新繁水观音遗址。同时，队员们还认识到月亮湾和三星堆乃是同一文化内涵的遗址，其分布面积达10平方千米以上。更为重要的是，通过调查和发掘，1984年又在三星堆发现了人工夯筑的城墙。
1986年3月1日，三星堆考古发掘史上规模最大的一次发掘拉开序幕。他们在这片古老的土地上共发掘了53个探方，总面积达1325平方米，发现了2.5米深的文化层堆积，从中发掘出大量的房屋遗址，众多的陶片、玉石器和漆器等遗物。根据土色土质分析，地层可划分为16层，1～6层分别是现代耕土层到东周层，8～16层分别是从商末周初到新石器时代晚期，其间第七层是一个厚20～50厘米富含水分的淤泥层。这些文化层的存在成为蜀文化5000年的一个发展标尺，它还告诉我们，西周时期的古蜀国可能遭受过一次特大洪水，这不由得使人想起那个有关杜宇的传说，这次洪水是否就是杜宇束手无策的那一次……
古老的三星堆遗址以丰厚的发掘成果引起了各方面的关注，中共中央宣传部的领导来了，国家文物局的领导来了，考古界的专家也来了，他们纷纷发表意见，有的说它是研究古蜀文化时代最早、面积最大的遗址，有的说看见它就看见了巴蜀文化……
然而，更令人惊讶的发现还在后面……
国宝现身
1986年7月18日，三星堆（已名不副实）附近的砖厂烟囱依然冒着滚滚浓烟，工人们有的制坯，有的和泥，有的装车，有的挖土，都正各司其职，忙得不亦乐乎。从坑中取土的工人杨远洪、刘光才等也正干得起劲，这时只听见“砰”的一声，一些亮晶晶的东西从土中溅起。“啊，是玉！”一位工人惊叫起来。旁边的人一听都跑来围观，原来是一根长40厘米的玉璋被挖碎了。见土里出了这样的宝贝，工人们都群情激动起来，纷纷到坑里去挖，又有十几件玉石器出土了，但都被工人们哄抢一光。此时，三星堆遗址的发掘队员正在整理上半年的发掘资料，闻讯，队长陈德安等人马上赶到现场，当即封闭了这个埋藏点，并向当地群众宣传国家的文物政策。
群众还是通情达理的，十几件玉石器都完整地收回了。与此同时，发掘队又电告省文管会和广汉县委，进行抢救性发掘清理。后来证明，工人们发现玉石器的地方正是后来被称为一号祭祀坑的一角。
从7月20日到8月14日，他们共开出6个5米×5米的探方进行发掘。7月26日，发掘队找到了坑口，发现坑的四角基本为正东、西、南、北方向，东南壁的正中及东北、西南两壁东南侧各有一条坑道向外延伸。坑道及坑内均填有黄褐色的五花土，相当坚硬，显然是经过层层夯实了的。
1986年7月30日凌晨，人们睡梦正酣的时候，三星堆发掘工地上的电灯在空旷的田野中显得格外明亮，周围是那么安静，只听见队员们拿着手铲、竹签工作的声音……2点30分，奇迹出现了！那是一小节黄色的物体，它像初识眼前的这个世界似的，只微微探出点头，但就这微微一探头，已引起了正在工作的发掘队员的注意，他们仿佛都预感到有什么重要事情要发生，但谁也没说话，只交换了一下眼光，就继续用竹签剔去泥土，用毛刷将浮土清理掉。只见那黄色的物体越来越长，弯弯曲曲地伸向骨渣里。从那黄灿灿的颜色来看，这件物体无疑是黄金。但它到底是什么呢？没人能说清楚，但它肯定是件重要文物，一定要保证其安全。于是发掘人员兵分三路，一路到成都向领导及时汇报这一重大发现，一路向广汉县政府请求支援，一路则继续发掘清理，同时严密封锁消息。东方欲晓的时候，县武警中队的战士们和当地派出所的民警、一些民兵就赶到了现场，负责起保卫工作。与此同时，金黄的物体也渐渐露出其真面目来。原来，这是一根长142厘米、直径2.3厘米的金杖，其上端还有一段46厘米长的平雕图案，雕有两个前后对称戴五齿高冠的人头以及两背相对的双鱼和双鸟，内侧则存有炭化的木痕，距杖首约20厘米的地方，还发现一个穿孔的铜龙头饰件，由此，发掘队员推测此杖原为一柄金皮木芯铜龙头杖。伴随着金杖的发现，一大批异彩纷呈的文物相继出土：金面罩、金虎形饰、青铜面具、青铜人像、青铜龙、虎、青铜罍、尊、盘、玉璋、玉凿、象牙……发掘人员虽然早有发现重要文物的思想准备，但还是惊得目瞪口呆。这个长约4.5米、宽3米、深1.5米的土坑共出土各类遗物400件之多！
令人惊奇的是，此坑（定为一号坑）发现不久，1986年8月14日下午6点，砖厂工人杨永成、温烈元在距它西北约30米的地方取土时又发现了二号坑。当发掘队闻讯赶到时，一件青铜面具已露出了脸。他们立即将其掩盖回填，并再次向上级部门汇报请示。一星期后，对二号坑的抢救性发掘又开始了。
接连不断的重大发现令发掘队员兴奋不已，但接连不断的紧张工作也令他们疲惫不堪。他们实在太累了，有的一坐下来就会睡着，有的甚至倒在坑边就睡着了。但只要醒着，他们就是那样专心致志，一丝不苟。为了不遗漏哪怕一块陶片，他们将坑中的填土都一点点敲碎，用筛子细细筛过。30多个昼夜过去了，发掘队员惊异地发现自己再次置身于宝库之中，而这个宝库中的宝贝数量更多，品种更丰富：几十枚象牙纵横其间，一尊尊头像，一件件面具，色彩斑斓的玉石器，造型各异的青铜鸡、青铜蛇，罕见奇特的青铜神树，熠熠闪光的金树叶、金鱼、金面罩……仅青铜器就有439件，玉石器131件。
两个坑的发现对中国考古界乃至世界考古界恰如万里无云的晴空响起了两声霹雳，对人们的震惊程度可想而知。
三星堆遗址两个坑出土的众多文物中，青铜器占有相当大的比重。一是用于祭祀、礼仪性的宴会和用作随葬品的青铜礼品，二是青铜雕像。三星堆出土的青铜礼器主要是尊和溤。二号坑中有一件八鸟四牛尊，高53厘米，它喇叭状侈口，束颈，斜折肩，高圈足，肩折处立雕着4个突出的牛头，牛头上及相邻两牛头间各铸一鸟，好像浮游在水上的样子。另有一件三鸟三羊尊，形状与八鸟四牛尊相似，只体形稍矮肥一些。肩上立雕3个羊头和3只卧鸟，纹饰以云纹地饕餮纹为主，高41.8厘米，出土时也涂朱色，器内装大量海贝。二号坑出土的漏中，有一件肩上立雕4个羊头，羊角上卷成云形，两眼突出，主饰饕餮纹和夔纹。出土时内装一件青铜凤鸟饰，长冠高耸，大眼睛，长钩喙，翅尾都上翘，喙上还有供穿系用的一个小孔。
器物坑中还有一种奇怪的青铜器是铜树。有专家称之为是具有不死或通天地功能的神树。其中最大的一棵，通高3.9米，由树座、主杆和三层树枝组成。体形高大，装饰华丽。树下为圆环形底盘，用三叉支架交汇成为一个山形树座，座上绘满云气纹，挺拔的树杆分为三层，每层三枝，每枝上立一鸟。每枝树枝的枝端各有一颗似桃状的华果。三层枝干中又各有一枝分为两权，结二果，共12颗果实，9只飞鸟，树座之下又有三个跪拜的人像。背朝树干，面向前方，虔诚而庄重，更加突出了铜树的神圣感。这棵神树是目前世界上发现的时代最早、形体最大的一株。它可能是四川地区在秦汉以后兴起的“摇钱树”的前身。
除了青铜礼器以外，两个坑还出土了大量的青铜雕像。这些青铜雕像主要有两类，一为人物像，一为动植物像。
与一号坑相比，二号坑出土的青铜人物雕像无论是数量还是品种都更多些，其中一个大型立人像尤为突出。它头戴花状高冠，冠顶中间好像盛开的花形，两侧则似衬叶，冠下段还饰两周回字形图案，着鸡心领左衽长襟衣，后摆成燕尾形。这与《华阳国志·蜀志》中“椎髻左衽”和《后汉书·西南夷列传》“衣服形制，各有尾形”的记载相吻合。衣衫上还装饰精致的龙纹、回字形纹和异兽纹。那龙刻画得昂首吐舌，须角腾举，尾巴上扬，足如悬铃，显得神采飞扬。立人粗眉大眼，嘴角下勾，两耳垂处有戴环坠的穿孔。脖颈细长。它双手极度夸张，握成环形。错举于胸前，左右手腕各戴三只镯子，两小腿上亦各戴一方格形的脚镯，赤足立于方座之上。立人整体修长挺拔，连冠高约1.8米，连方座通高竞达2.6米，一副神秘而瑰奇的模样。另有8尊小人像，其中一尊头戴平顶双角冠，身穿对襟长服，赤足，面部的一些部位还涂有黑彩。它双手抚按腹部，右腿蹲屈，左腿单膝跪地。通高13.3厘米，与前面的立人像相比，简直不可同日而语。这尊小人像的双脚各有一小圆孔，研究人员推断它可能是挂在某种器物上面的。
在二号坑出土的青铜雕像中，人头像占有相当大的比重，据统计，大大小小共有41件之多，形态亦各不相同。有的平顶，有的圆顶，有的戴冠，有的无帽，有的将发辫盘于头顶，有的将头发梳向脑后，上端扎束，似饰发笄（簪子），下端编成子，垂至颈部，又有的将头发向后梳理，并饰蝴蝶形花笄。耳朵虽都有圆孔，但孔的个数或一或二或三，也有所不同。二号坑的人面像共有15件，均为半圆形，尤以3件造型最为奇特，它们的眼球都明显突出眼眶，有的直径13.5厘米，竟然突出眼眶16.5厘米，而目，眼球突出部分的中间还有一个圆镯形的箍。这件人面像不只眼睛，许多地方都明显地与众不同，它形状较大，高65厘米，宽达138厘米，鹰钩鼻子，鼻翼最宽处达21.5厘米，鼻尖突出脸面也达21.5厘米。双耳极大，耳尖似桃尖，斜着向上伸出，大嘴巴。与许多人像嘴角下勾不同，它的嘴角上翘几近耳根，而且面像上还有5个方孔，左右两侧上下各一个，眉宇中间一个，眉宇中间的那个最大，为10.4厘米×5.8厘米。由此，研究人员推测该面具可能是附在某建筑物或图腾柱上的。
这件青铜面具阴怖而奇特的造型，尤其那对长长突出的眼球，不由人想起《华阳国志·蜀志》中的有关记载：“有蜀侯蚕丛，其目纵，始称王。”民国《邛崃县志》卷二亦云：“蜀中古庙多有蓝面神像，面上磈噪如蚕，金色，头上额中有纵目，当即沿蚕丛之象。”蚕丛乃传说中古蜀诸先王中的第一个，但它更可能是一个民族的名称。
除了人物雕像外，三星堆两个坑中还出土了大量的动植物雕像。一号坑有件虎形器，一只身体肥硕的老虎四足立于圆圈座上，它昂首挺胸，尾巴高高竖起，四肢健壮，一双大眼圆睁着，张口露齿，威风凛凛。二号坑的一件青铜蛇，三角形头，细长身躯，已残，但仍长54厘米。蛇头上昂，双目圆睁，鼻梁微凸，额后刻有云纹，身上主饰大块著形纹，内又分为4个小菱形纹，颈下两侧还各有一环，整体显得阴森恐怖。又有几件兽面具，大小不一，神态各异。而二号坑出土的两大一小的三棵青铜神树，上面还有金铜制成的枝、叶、花、果、铃及飞禽走兽，尤为珍奇。其中的一棵高近4米，分三层枝权，枝丫上有鸟有龙，树座呈喇叭状，饰三道大扉棱，座上还有两个高20厘米的小铜人，背朝树干面向外跪着。