1963年,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究人员王择义在泥河湾盆地西南端的山西省朔州发现峙峪遗址,1965年又发现旧石器时代晚期虎头梁遗址群,第一次从地层中发现细石器,解决了东亚大陆细石器多年无地层依据的困惑,揭开了泥河湾古人类活动研究的序幕。1972年,古脊椎动物与古人类研究所在此地进行第四纪早更新世到晚更新世旧石器时代遗址的调查与发掘,考古人员盖培和卫奇在虎头梁发现9处旧石器时代晚期细石器文化遗址,明确以楔形石核、圆头刮削器、雕刻器、石矛头和锛状器构成石器群的包含物层位及伴出哺乳动物化石。1974年,贾兰坡、卫奇找到了旧石器时代中期许家窑遗址,发现了丰富的动物化石和旧石器,之后还发掘到9件晚期智人化石,初步建立起泥河湾与北京猿人文化的内在联系。1978年,尤玉柱、汤英俊、李毅等发现了位于更新世早期泥河湾地层中的旧石器时代早期小长梁遗址,有大量旧石器和一些哺乳动物化石,以燧石为原料的多种类型刮削器、尖状器相伴出的石片石器引人注目。这些考古发掘构筑起泥河湾旧石器时代早、中、晚期文化的时空框架,肯定了存在早期人类化石的可能性。