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[[20世纪]]30年代，在城子崖遗址成功发掘后，[[中央研究院历史语言研究所]]考古组的王湘、祁廷霈在鲁东南进行调查，发现了20多处遗址，其中两城镇遗址是最大的一处。1936年，在梁思永的主持下，刘燿（即尹达）、祁廷霈对该遗址展开了较大规模的发掘工作。1958年山东省文物管理处和山东大学对该遗址进行了小规模试掘。1998年至2001年，[[山东大学]]、[[耶鲁大学]]和[[菲尔德自然史博物馆]]组成的中美联合考古队进行了三年的正式发掘。两城镇遗址总面积约100万平方米，陶片分布范围则超过了200万平方米。两城镇遗址与数公里之外的丹土遗址有紧密联系，均为重要的龙山文化遗址 <ref>[https://www.sohu.com/a/380979122_120206970 见证中国史前古国文明的都城——山东省日照市两城镇 ]，搜狐，2020-03-17 </ref> 。

1999年，山东大学考古系、美国耶鲁大学、[[芝加哥历史博物馆]]等对两城镇遗址进行发掘 <ref>[http://rizhao.bandao.cn/news.asp?id=2685022 两城镇遗址：细数"考古圣地"历时千年的变演]，半岛网2016-11-23</ref> 。