仰韶文化首先在河南省渑池县仰韶村遗址发现。仰韶村遗址位于渑池县仰韶乡境内，距县城10公里，地势北高南低，呈缓坡状，遗址东西两侧各有深沟，北依韶山，东、西、南三面环水。遗址坐落在县城北7.5公里饮牛河西岸仰韶村南、寺沟村北的台地上，南北960米、东西480米，面积约36万平方米。遗址向北可达晴山的山峰之一——韶山。仰韶村村名即取诸仰望、崇敬韶山之义。
仰韶文化的发现与初步研究，是从中国地质调查所顾问、瑞典地质学家安特生开始的。
1918年，安特生前往河南调查古脊椎动物化石。1920年，安特生派助手、地质调查所采集员刘长山到河南采集动物化石。刘长山长期跟随安特生工作多年，对古生物化石和史前石器很有研究，他在洛阳西部收集石器，主要任务是收集第三纪脊椎动物遗存。刘长山在渑池县仰韶村居住了3天，采集到不少动物化石的同时，意外地发现了一个古文化遗址。此前，仰韶村的农民已经在这个遗址上零星发现并收藏许多石器。刘长山询问了石器的出处，实地调查了村南的石器出土地点，亲自采集了部分器物，并把在农民家里看到的史前石器搜集或购买起来，将采集到的600多件石器（其中石斧、石刀居多）及少量陶器，雇村民王兆用毛驴运到渑池县政府第三科，装箱后由火车发运到地质调查所。
安特生在北京根据刘长山的发现和调查结果，初步推断仰韶村可能是一处相当大的新石器时代遗址。1921年4月18日，安特生在取得了中国政府同意后，亲自来到渑池县仰韶村调查。安特生在其1934年出版的作品《黄土的女儿》（英文版）中对这次调查经过有详细的记述：
安特生和几个助手到达渑池后，住在县城西关福音堂（瑞典籍牧师史天泽传教处），由县政府知事胡毓藩指定第三科录事王茂斋陪同，并派警察护送去仰韶村。安特生从县城东一里河东北上，到达仰韶村，住于村民王兆棋家，共居住了8天。安特生每天忙于观测、照相、搜集器物，在村南的冲沟断面上发现有灰层、灰坑和陶片的堆积，在堆积的下层还发现了精制的彩陶片和石器共存。又经过一天的观察发现一件石锛和一些彩绘陶片。安特生将收集的大量石器、陶器和部分骨器、蚌器装为4个木箱，仍用火车托运回地质调查所。
安特生回到北京后，对收集器物又进行了详细研究，感到仰韶村古文化遗址相当重要，有必要进行一次科学考古发掘。安特生向当时的农商部部长张国淦和地质调查所负责人丁文江、翁文颧递了请示报告，得到中国政府的正式批准和河南省政府、渑池县政府的同意和支持后，开始了对仰韶村遗址的发掘。