1925년 을축년 홍수에서 유적이 드러나게 되는 현상에서 보듯이 이 지역은 주기적인 홍수의 영향을 받았던 범람원의 일부 이다. 1925년 을축년에 일어난 대홍수로 인해 세상에 알려지게 된 암사동 유적은 이 후 1960년대에 이르러서 본격적으로 조사가 이루어지게 된다.

60년대 중반에 고려대학교에 의해서 처음으로 조사가 되고 이후 1968년에 장충고등학교 야구부 훈련장이 만들어지는 과정에서 주거지가 드러나게 되어 대학연합의 발굴조사가 이루어졌다. 그 후 1971년부터 국립중앙박물관이 한국의 신석기시대 문화를 확인하기 위하여 본격적인 발굴을 시작하였다.

1975년까지의 발굴에서 수혈주거지, 빗살무늬토기, 어망추, 갈돌 등의 신석기시대의 유물과 백제시대의 유물들이 보고 되었다.
그 후 1983년과 84년에는 국립중앙박물관이 발굴한 지점의 주거지들을 교육적인 자료로 활용하기 위해 서울대학교 박물관의 재발굴조사가 이루어졌으며 1998년에는 교육관을 확장하기 위한 발굴이 실시되어 주거지들이 추가 확인되었다.
2005년과 2008년에는 유적지의 북편구역을 체험마을로 개발하기 위해서 서울대학교박물관에서 시굴조사를, 그리고 경희대학교에서 발굴조사를 각각 실시한 바 있다. 그리고 2015년 유적공원의 시설 정비를 위한 시굴조사에서 신석기시대와 삼국시대 문화층이 확인되었고 이듬해부터 2018년도까지 유구 확인을 위한 발굴조사를 실시하였다.
조사 결과, 중심에 불자리가 있는 원형 움집 구조의 신석기시대의 주거지와 백제시대의 주거지들이 중첩되어 나타났고 신석기시대 주거지에서는 암사동 유적 최초로 옥으로 만든 장신구와 흑요석재 등이 발견되었다.현재까지 암사동 유적에서는 바닥에 뾰족하거나 둥근 기형에 다양한 문양을 새긴 빗살무늬토기와 갈돌, 갈판, 도끼, 어망추 등 석기유물 등이 출토되었고 불에 탄 도토리가 발견되었다.