遺址的發現和發掘過程
1983年，英德縣文物普查隊在全縣範圍內進行文物普查時發現了牛欄洞遺址。1996年，中山大學人類學系、英德市文化局、市志辦、博物館等單位的文物考古工作者對英德市境內的重點文物遺存進行了複查，並對牛欄洞遺址進行試掘，清理第1~4地點的堆積，布探方T1~T4，發掘面積約20平方米，獲得了一批打制石器、少量磨製石器和陶片以及大量的動物骨骼，確認這是一處具有重要意義的距今1萬年前後的史前時期洞穴文化遺存。參加發掘工作的有中山大學人類學系張鎮洪（領隊）、金志偉；英德市文化局區堅剛；英德市志辦於憲寶；英德市博物館鄺茂盛、易振華、吳基團、陳國勝、莫鐵軍；雲嶺鎮文化站張大軍等。1998年7~8月間，中山大學人類學系、廣東省文物考古研究所、英德市文化局、博物館等單位組成考古發掘隊，對牛欄洞遺址進行第二次發掘，布探方T5~T11，發掘面積31平方米，獲得了更多的考古資料，同時發現有人的下頜骨、臼齒、腓骨、上臂骨等重要材料。參加發掘工作的有中山大學人類學系張鎮洪（領隊）、韋貴耀、1996級考古專業學生實習隊；廣東省文物考古研究所邱立誠；英德市文化局區堅剛；英德市博物館劉建文、陳國勝、高小青；雲嶺鎮文化站張大軍等。兩次發掘出土文化遺物總計1000多件41種，其中絕大多數是經人類打制加工的石製品，部分為骨、牙、角、蚌製品和陶器。
牛欄洞遺址的發掘得英德市政府、雲嶺鎮政府的高度重視和支持；國家文物局、英德市政府先後為此項目撥給專款，使遺址的發掘、保護，資料的整理、編寫以及出版得以順利進行。
發掘的11個探方，其中T1、T3、T5、T7、T9、T10共6個探方位於東洞的西半段；T2、T6、T8位北洞的偏北段；T4位於南支洞的現洞口西側；T11位於東洞口的外側。發掘情況表明，東洞中部偏西長約5米的範圍內，文化堆積很薄，文化遺物也較少；自T9起向西延至西面洞壁（即T1西壁），文化堆積越來越厚，出土文化遺物很多。北洞因有落水洞，洞底較深，屬於史前時期的文化堆積很薄，而屬於歷史時期的南朝至現代堆積則很厚，有少量史前時期的文化遺物被擾動的歷史時期的堆積。
遺址的意義
狹長的英德牛欄洞深10多米，洞中堆積物厚達3米多，發掘出文物1000多件。在洞中發現的水稻矽質體，是迄今為止嶺南地區最早的水稻遺存。由此可判斷，早在一萬年前廣東就有水稻了。洞中發現的陶片說明，廣東的陶器製作始於八九千年前。此外，發現了一些喜冷動物的骨骼，如大熊貓、水獺、雲豹等，還有喜冷植物的孢粉。而這些動植物，不少在廣東現已滅絕。這說明，8000多年前，廣東氣溫偏低。
英德牛欄洞遺址經考古專家證明這是一處古人類長期活動、居住的遺址。經碳十四斷代，該遺址的年代約距今1.2萬年至8千餘年，考古年代為舊石器時代晚期至新石器時代早期(即中石器時期)。第二、三期文化堆積層發現的水稻矽質體是迄今嶺南地區所見年代最早的水稻遺存，這一重大發現，首次將嶺南地區稻作遺存的年代前推至距今1.2萬年前。對本地區水稻起源的研究以及推動相關的農業經濟發展的探索，具有極其重要的意義。
牛欄洞遺址發掘過程中採用了水浮選法與篩選法，發現極少量非秈非粳類型水稻矽質體，與各類植物孢粉、矽質體，未見籽實。似乎表明牛欄洞人對植物果實與莖葉的採食與栽培均無興趣。或者說，占比重甚微。他們完全或絕大部分靠肉食生存。因為非秈非粳類型的水稻矽質體並不能肯定它是栽培稻或野生稻，必須出土了兼有野、秈、粳綜合特徵的古栽培稻實物，才能確認已有了稻作農業的萌芽。非秈非粳類型水稻矽質體在牛欄洞中出現，數量又極少，很可能是牛欄洞人無意帶入的遺物，並非有意栽培並長期食用的遺存。牛欄洞中無朴樹籽遺存，就可以證實牛欄洞人當時並不食用植物果實和莖葉。這一點與玉蟾岩人有本質上的區別。
牛欄洞第三期石器相當於玉蟾岩時代的石器。牛欄洞已出現磨製石器，玉蟾岩卻尚未出現。磨製石器為石斧與主要磨刃切割器，主要用於砍伐與切割，即砍伐樹木或獸骨、切割獸肉之類，表明牛欄洞第三期居民的狩獵生活占的比重相當大。或者說，狩獵生活占主導地位，這才會精心加工石斧與切割器。而玉蟾岩沒有磨製石器，也沒有石斧與細小石器，狩獵生活並未占主導地位。相反，它擁有鋤形石器，可用於播種栽培，證實農耕文化已在這裡萌芽。
玉蟾岩堆積厚1.2～1.8米，牛欄洞堆積厚3.14米，表明玉蟾岩內人類生息的時間短，牛欄洞內人類生息的時間長。玉蟾岩遺址基本上與牛欄洞同時而偏早。兩者距離較近，時代大體相同，稻作農業活動卻又相異。
