1924年盛夏季节，安特生从临洮康家崖渡口渡过洮河，进入临夏辖地宁定县（今广河县）境内。由于他持有甘肃省政府的介绍信，他在宁定县的考古活动得到了河州镇守使裴建准将军的保护，并派几名保卫人员予以保护。
安特生在离渡口上游不远处的洮河西岸齐家坪首先发现了齐家坪遗址，并进行了考古发掘，出土了许多没有花纹的素陶，其中的大耳素陶罐与古希腊瓶子造型相似。随后安特生一行又向西南山地，行进到离齐家坪不远的半山村和边家沟一带，发掘了几座未经扰乱的远古墓葬，出土了大量精美的彩陶，同时在近旁的王家沟、瓦罐咀征集了许多彩陶。由于遭到当地群众的反对，安特生被迫放弃了在这里的考古发掘。“齐家文化”也因安特生首见于广河县齐家坪而得名。
安特生在比较了仰韶彩陶与中亚土库曼斯坦阿什哈巴德附近发现的安诺文化彩陶、乌克兰的特里波列文化彩陶，以及甘肃一带发现的马家窑、齐家文化彩陶之后，在《甘肃考古记》中把甘肃远古文化分为六期，齐家文化被列为首位，把马家窑文化归为甘肃仰韶文化，并且认为，甘肃的彩陶不是土生土长的，而是从外面传播过来的，他在《中华远古之文化》一文中说：“从中亚开始，彩陶的成品年代逐渐接近当代，说明中国陶器的制作技术是从中亚传入的，因此中国文化亦有可能是从中亚传入的。”这就是安特生的中国文化西来说。
齐家文化发现后，引起了考古界的重视和研究，从1945年至今，已有五次重大突破。
第一次突破
1931年，中国学者梁思永发现了河南安阳的后岗三叠层，证明了仰韶文化、龙山文化和商朝文化一脉相承，未受外界根本性的影响，安特生也承认了这一点。
1945年5月，中国著名考古学家夏鼐先生到甘肃宁定县阳洼湾（今广河县齐家镇魏家嘴村境内半山遗址附近）作发掘考古，于填土层中发现了马家窑文化彩陶片，这便在层位关系上明确了马家窑文化与齐家文化的早晚关系，后发表了《齐家期墓葬的新发现及其年代的改订》一文，纠正了安特生在分期上的错误，第一次确定仰韶文化、马家窑文化年代早于齐家文化。夏鼐先生在其文中说：“我们居然找到了齐家文化期的墓葬。新发现的结果，不仅对于齐家时代的埋葬风俗及人种特征方面，供给新材料；并且意外的又供给地层上的证据,使我们能确定这文化与甘肃仰韶文化二者年代先后的关系”， 又说：“可以证明甘肃仰韶文化是应该较齐家文化为早。”并指出：“安特生对于中国新石器时代分期问题的基本论点，建筑在‘单色陶器’早于‘彩色陶器’之上，从我国考古学的新资料中证明这样的理论是错误的。”
1947年中国考古学家裴文中先生在甘肃渭河上游，西汉水流域、洮河流域及兰州附近做了三个月的调查试掘，共发现新石器时代遗址达93处之多。他调查了天水、陇南、定西、临夏、兰州等地遗址，在宁定县（广河县）调查发掘了齐家坪、上三甲集、格子村等遗址，在临夏调查了张家嘴、崔家庄等遗址，完成了《甘肃史前考古报告初稿》，其中一篇是《临洮临夏附近史前人类遗址之调查》。通过这次调查，对甘肃史前遗存的分布、分期有了更深入的认识，并对过去安特生的错误有所纠正，对安特生的“六期”历史分期作了首次的突破。他还在湟水河、大夏河、洮河流域首次发现了白灰面住室和石圆圈遗址。1948年，裴文中先生再次来到甘肃和青海，进行了考古和地质学调查，撰写了《中国西北甘肃走廊和青海地区的考古调查》，在判断齐家文化的分布时，提出“像我们过去所知道的那样，齐家文化不同于彩陶，它以洮河流域为发展中心。”正式提出改“齐家期”为“齐家文化”。从此，“齐家文化”以独立的文化遗存盛名全球。
时至今日，考古实践已经基本理清了甘青地区史前文化发展的时间顺序，确认齐家文化是马家窑文化之后而早于甘青地区诸青铜文化的一支文化，经碳14测定，其绝对年代为距今4300—3500年。
第二次突破
1958年，为配合刘家峡水电站建设，大学毕业参加工作不久的中国科学院考古研究所谢端琚先生，担任了甘肃考古队队长，来到了甘肃。
直到上世纪六七十年代，由他主持发掘了甘肃青海的多处齐家文化墓葬遗址，其中最重要的是青海乐都柳湾遗址、甘肃武威皇娘娘台遗址、永靖大何庄遗址（已被刘家峡水库淹没）和秦魏家遗址（已被刘家峡水库淹没），从而揭示了齐家文化的面貌。谢端琚先生在其所著《甘青地区史前考古》一书提出，齐家文化属于铜石并用时代，齐家文化的主要特征为：聚落、白灰面、“石圆圈”祭祀遗迹；成年男女合葬墓；有磨制石斧、铲、锛、刀、磨棒、磨盘、敲砸器等石器；动物下颌骨、肩胛骨制成的铲、锥、针，带纹饰的骨匕；红铜、青铜制作的小件铜器和锥、刀、环、斧等（主要见于大何庄、秦魏家）；玉琮、玉璧等礼器，绿松石、珠、璧、环和石管等装饰品。他研究认为齐家文化的绝对年代为公元前2183—公元前1630年。他把齐家文化分为东、中、西部三个区及五个类型：东区为泾水、渭河、西汉水上游等流域，包括师赵村类型、七里墩类型；中区为甘肃中部地区的黄河上游及其支流洮河、大夏河流域，单一为秦魏家类型；西区为甘肃西部和青海东部以及青海境内的黄河上游及其支流湟水和河西走廊，包括皇娘娘台类型、柳湾类型。
第三次突破
20世纪90年代，新石器研究专家、中国考古学会理事佟柱臣先生（1920—2011）出版的巨著《中国新石器研究》中，将广河齐家坪、临夏姬家川（现属永靖）、秦安寺嘴坪、岷县杏林、永靖新庄坪（现属积石山银川）、大何庄、秦魏家、武威皇娘娘台等遗址出土的石器做了辑录研究。通过综合分析，他认为齐家文化石器的种类和形制与马厂类型相比无大变化，它不仅表现没有发展，而且有接近尾声之势。值得注意的是直至齐家之晚，缺口石刀仍继续使用。可见这种缺口形式出现较早的石刀，一直延续到青铜时代，这是这个地区石器发展的一个特点。
1974年甘肃省考古研究所在广河齐家坪考古发掘中又获得了比较重要的资料。此外，在青海柳湾、武威皇娘娘台、兰州青岗岔等地考古发掘总共约350处，基本揭示了齐家文化的文化特征、墓葬习俗、经济生活和社会状况等。至此，考古实践基本理清了甘、青地区史前文化发展的时间顺序，确认齐家文化是马家窑文化之后而早于甘青地区诸青铜文化的一支土著文化。
第四次突破
1999年以来，中国社会科学院考古研究所与青海省文物考古研究所组成的联合考古队对喇家遗址进行了挖掘，清理出巨大的环壕、广场，结构独特的窑洞式建筑等重要遗迹；尤其是发掘出突发灾难事件而死亡的群体人骨遗骸，是迄今为止，我国发现的唯一一处大型灾难遗址。喇家遗址灾难可能是地震，而摧毁聚落的是随后而来的山洪或黄河大洪水。
这里也发现了大量陶器、石器、玉器、骨器等珍贵文物，特别是反映社会等级和礼仪制度的“黄河磬王”、大玉刀、三联黄璧等玉器，对研究齐家文化文明进程和社会发展变化具有重要意义。
第五次突破
2008年7月，为了配合九甸峡水库建设，甘肃省文物考古研究所和西北大学文化遗产与考古学研究中心，联合对水库淹没区的甘肃临潭县陈旗磨沟遗址进行了长达五年的抢救性发掘。2008年，临潭磨沟遗址共清理齐家文化墓葬346座。此墓地的发掘，为齐家文化及其埋葬习俗的研究提供了十分重要的新资料，同时也为探索寺洼文化的渊源与发展过程提供了重要线索。2008年磨沟遗址被中国社会科学院考古学论坛列为 “2008年度中国六大考古新发现之一”，被国家文物局评为“2008年度全国十大考古新发现之一”。2009年6月，磨沟遗址出土了一根铁条和一块铁锈块，经测验，铁条上的成分为炼渗碳钢锻打而成，充分证明该铁条为人工冶铁制品，冶炼时间为公元前14世纪左右。这是我国境内出土最早人工冶铁证据，将我国冶铁制品开始使用时间提前了500年。2013年磨沟遗址由省级重点文物保护单位晋升为国家重点文物保护单位。
学无止境，翘望专家学者，进一步研究，使齐家文化能有新的突破。
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