1999年四川省文物考古研究所对罗家坝遗址实施了第一次考古发掘。共清理墓葬6座、灰坑19座、房屋基址1座，出土各类文物及标本100多件，主要为新石器时代晚期遗存与东周时期遗存。

罗家坝遗址航拍罗家坝遗址博物馆供图

2003年3月至7月，四川省文物考古研究所对罗家坝遗址实施了第二次考古发掘。这次发掘发现了迄今为止罗家坝遗址等级最高的墓葬——M33号墓，出土了大型青铜礼器、青铜兵器、彩绘陶器和巴人印章等珍贵文物200多件，其规模之大，出土器物数量之多、种类之丰富、等级之高，在西南地区春秋晚期至战国早中期的巴文化区域内是首屈一指的。这一发现也使罗家坝遗址受到了社会的广泛关注。

2007年6月至2008年1月，对罗家坝遗址的第三次考古发掘，实现了“八个首次重大发现”：发现了“船棺葬”、俯身葬、“人殉”、陶器独特“符号”、“木盾”痕迹、“三棺合葬”、用人头作“牺牲”、“凤鸟图案”纹饰等。

2015年12月至2016年6月，对罗家坝遗址进行的第四次考古发掘，首次发现连续堆积的新石器时代晚期文化遗存，也是目前川东北地区发现的堆积最厚、延续时间最长的新石器时代遗存，对于构建川东北地区新石器时代文化序列具有重要意义。

2019年11月至2020年12月，先后对罗家坝遗址进行了第五、第六次考古发掘，清理战国时期墓葬60余座，出土青铜器、陶器、玉石骨器等各类器物1000余件。其中M71、M83号墓是近年来新发现的仅次于M33号墓的较大型墓葬，随葬的大量龟甲、鹿角等与巫术相关的器物以及造型精美的青铜腰带，彰显出重大的考古价值。