1920年秋，安特生在周口店龍骨山的調查、發掘陷於短暫沉悶。有人告訴他，龍骨除了北京周口店一帶出產，河南省地界也多得很，有人專門搜集、挖掘地下的龍骨賣錢。安特生聞訊，既驚且喜，立即派他的中國助手劉長山奔赴河南湯陰、洛陽一帶調查“龍骨”的出土線索，並收集第三紀脊椎動物化石，同時讓他注意有無石器時代的遺存。
這年底，劉長山結束調查返回北京，收獲是：從河南農民手中買了大量的三趾馬化石，以及600餘件石斧、石刀等新石器時代遺物。劉長山滿帶自豪地對安特生說：“這些石器都是從一個村的農民那裏買來的，這個村叫仰韶村。在那裏，農民搜集了他們土地中所有我想要的遺物。”
安特生拿起幾件石器仔細端詳了一陣，頓時兩眼放光，他對劉長山說：“我們已找到了亞洲大陸上第一個石器遺址，看來西方學者所說的中國沒有發現石器遺址的時代應該結束了！”劉長山聞聽自己弄來的東西竟如此的重要，激動得滿麵紅光，連夜把調查經過與器物的詳細來源向安特生做了匯報。安特生信心倍增，表示要親自赴河南調查一番。
1921年4月初，安特生來到周口店，對可能遺存人類骨骸的幾條山溝和洞穴再度進行一番調查，並選好幾處發掘地點。4月18日，安特生離開北京，攜助手劉長山來到河南澠池縣，稍做休整，便前往離縣城6公裏的仰韶村考察。
在距仰韶村1公裏的地方，橫亙著一條峽穀，這條無名的峽穀後來由於安特生的到來而被世人所矚目。在這個峽穀的北麵，安特生驚奇地發現穀底紅色的第三紀泥土明顯地**著，並和一層滿含灰土和陶片的泥土混在一起。憑著這些特征，他當即做出判斷，這就是石器時代的堆積。安特生對穀底做了進一步的搜索，很快便在堆積物的最底層發現了一小塊紅色陶片，而且這塊陶片被磨光了的表麵居然清晰地繪有一方黑色的花紋圖案。安特生幾乎不敢相信，這些精美的彩陶和石器工具，居然會在同一地點！