2005年4--12月，河南省文物考古研究所在此进行发掘。发掘布10×10米探方100个，发掘面积10000平方米，取得了丰硕的发掘成果。发掘项目领队为孙新民研究员，主要工作人员有楚小龙、李胜利、郭移宏等，其间邀请武汉大学、郑州大学师生15人参加发掘工作。
二里头文化晚期到二里岗上层文化时期遗址为一小型聚落；房址、烧灶、陶窑、水井、墓葬、祭祀坑、窖穴、灰坑等大量遗迹现象丰富。发现房址6座，均为长方形半地穴式。其中以F4最具代表性，平面略成长方形，居住面和墙壁下部经火烧烤，加工考究，东、北两壁有椭圆形的烧灶。陶窑9座，Y3为一座带火门的平面近圆形的竖穴升焰窑，带台阶的方形工作坑保存基本完好的，坑底和台阶有坚硬的踩踏面。窖穴、灰坑、祭祀坑413个，其中祭祀坑H59埋有打碎的牛头和陶鬲，H78为羊牲祭祀坑，H269为牛牲祭祀坑，H142、H183可能为人祭遗迹。5座墓葬集中分布在十多平方米内，均为小型土坑竖穴墓。出土大批陶、玉、石、骨器，陶器有深腹罐、圆腹罐、捏口罐、鼎、鬲、豆、杯、爵、盉、斝、壶、刻槽盆、大口尊、簋、瓮、缸等。骨器制作精良，有锥、簪和卜骨等。
三条地裂缝的确认是薛村遗址又一重要考古发现。1号地裂缝最长最宽，平面形状近似长方形沟状堆积，长约40米、宽17 － 70厘米、深1 －3.2米。最上部填土为棕褐色或黄褐色的粘土，其土质土色与周围自然剖面暴露的同种生土一致，两侧打破的自然地层是含较多料礓颗粒的浅黄色砂性生土。墓葬发掘剖面显示遗址所在地自然地层的剖面自上而下是：棕褐粘土、黄褐粘土、含料礓颗粒的砂性浅黄土依次叠压，这是大型地裂缝得以确认的重要原因。它北侧打破H401，被H31、H38等众多灰坑打破，因此可以确定裂缝形成年代为二里岗上层文化时期。其它两条地裂缝的基本情况与之大致相同，性质尚未确定，可能是类似地震的地壳运动所造成的。
薛村遗址为一处重要的夏商之际聚落遗址，它的发掘为研究夏代晚期到早商时期聚落的层级结构以及聚落布局等学术问题提供了宝贵资料，对进一步理解荥阳大师姑二里头文化城址的性质和地位，与商代早期都城郑州商城的关系，探讨夏、商文化的演变态势和更替， 了解夏、商两种政治势力的兴衰等问题有着重要的学术意义和研究价值，动植物遗存、土样的相关研究以及大型地裂缝的发现也将对探讨当时人地关系、环境变迁等问题具有重要价值，对于这一区域南水北调中线工程设计施工也有借鉴作用，其重要意义不言而喻。
发掘晚期墓葬190座，以汉墓为主，兼有唐、宋、金、明、清代墓葬。
汉墓基本为西汉晚期到东汉时期，绝大部分为长方形竖穴墓道的洞室墓，有长斜坡墓道、两侧室的土洞砖券墓和斜坡墓道、天井、前后室附两侧室的大型墓。多被盗扰但仍出土铜、银、玉、陶器、玻璃各类质地随葬品600多件，出土玻璃器耳珰两件，弥足珍贵，为我们研究汉代中西交通和中国古代玻璃的起源和发展提供了极为难得的资料。
唐代墓葬数量较多，从位置、排列和墓向看，很可能为一家族墓地。基本为长方形竖穴墓道洞室墓，一般都有数量不等的随葬品，出土水注、罐、碗、盏、粉盒等瓷器60多件，铜镜、彩绘陶罐、三彩器、釉陶枕、陶俑、漆盒、围棋子、骨骰子等40多件。较为典型的有三彩壶、黄白釉瓷注、青瓷双系罐、西瓜皮状铜红釉窑变瓷双系罐、花斑釉双系罐、青釉骑马瓷人、绞胎木理纹黄釉陶枕等。M3出有纪年墓志记载墓主为“唐故河阳军马副使，试太常卿”宋华宋元茂，为唐墓断代提供了重要依据。M141出土有彩绘沥金镇墓兽、彩绘沥金天王俑、武士俑、文吏俑、仕女俑、骑马俑、牵马俑、跽拜俑、胡俑、卷发高鼻的外国人俑等30多件。
宋金墓葬一般都为夫妇合葬墓，随葬大量铜钱。部分墓葬出有黑釉瓷碗、黑釉瓷双系罐、白地黑褐花瓷碗、白瓷碗等。
明代墓葬出有明早期青花瓷碗4件，艺术、历史价值较高。
残忍的神圣——薛村遗址商代早期H142人祭遗存 
1号地裂缝北测边线（自东向西） 
薛村遗址 唐代墓葬所出骑马俑 
汉代早讯与南方的交流——薛村遗址出土的印纹硬陶罐 南水北调中线工程考古新发掘系列报道之三 南水北调中线工程考古新发掘系列报道之二 南水北调中线工程考古新发掘系列报道之一
