在20世紀很長的一段時間裡，夏朝是否存在卻是飽受爭議的，理由依然是缺乏足夠的考古材料做證據。1928年，隨著甲骨文被發現，董作賓等人在中研院考古所的決定下開始發掘安陽殷墟，直至20世紀中期，商王朝的存在有了無可辯駁的依據，但是關於夏的存在，無論是在商代的甲骨卜辭中，還是都城遺址，都缺乏足夠的證據。為了解開關於中國早期歷史上的種種謎團，徐旭生先生根據文獻記載和實地考察，走訪二里頭一帶重要遺址，寫成《1959年夏豫西調查「夏墟」的初步報告》，為夏王朝的考查奠定了重要的基礎。李學勤等專家開展了「夏商周斷代工程」的重大研究課題，試圖利用現代科技手段，來對地下地上文獻進行綜合研究，以確定早期中國歷史的發展過程。
其實，有一處考古發現很大程度上為夏文化的存在提供了線索，這就是二里頭遺址。
夏文化的探索，與對二里頭文化的認識直接相關。後來稱為二里頭文化的遺存的系列文明遺跡，1953年在河南登封玉村首次發現，1956年在鄭州曾被稱為「洛達廟期」。1958年發現的河南偃師二里頭遺址，在1959年豫西「夏墟」調查後進行了系統發掘，二里頭文化的命名得以確立。二里頭遺址被視為是一處都城遺址，總面積約3平方公里。遺址內發現有宮殿、居民區、制陶作坊、鑄銅作坊、窖穴、墓葬等遺跡。已經可以看出有規劃的都邑的意圖。出土物品中存在大量石器、陶器、玉器、銅器、骨角器及蚌器等遺物，其中的青銅爵是目前所知中國最早的青銅容器。1980年代，人們普遍認為二里頭文化或其較早的部分屬於夏文化，但近年來亦有學者認為二里頭文化屬於夏代晚期商代早期的都城，並不能確定無疑地斷定其屬於夏文化。
與夏文化相關的另一處考古發現是陶寺遺址。據古史傳說，在堯活動中心地區的山西南部，考古研究者在襄汾陶寺遺址新發現了距今4300~4000年的大型城址，其中早期的城址長約1000米、寬約580米，面積為58萬平方米。到了中期（距今4100年前後），建成了長1800米、寬1500米，面積達280萬平方米的巨型城址。城內的東北部應為較有地位的人的居住區，這裡發現了規模達1萬平方米的大型夯土建築基址，在這個基址上出土了一些陶制的瓦片和其他建築材料。在出土的陶器表面，還發現了疑似文字的刻畫，表明當時人們已經開始使用文字。陶寺遺址中出土的以銅為原料的祭祀用品和日用生活用品，說明那時人們已經學會了冶煉金屬。陶寺的發掘最初也是作為夏文化的一個可能的遺存而展開的，但最近的研究者越來越傾向於將其認定為是堯都平陽。
臨汾古稱「平陽」，據史書記載，堯帝曾建都於此。而陶寺的種種發現又證實其曾經是一座都城。陶寺延續的時間是公元前2450年——公元前1900年，堯的活動年代是公元前2100年——公元前2000年。陶寺與堯都在空間與內涵上都有較高的吻合度。除了二里頭和陶寺，還有1975年發現的登封王城崗城址，有的學者主張該遺址就是禹都陽城，從而引起了學術界的注意，該遺址屬龍山晚期。從這一時期起，諸如河南禹縣瓦店、鞏義稍柴、偃師二里頭、偃師商城、鄭州商城、鄭州小雙橋，以及最近發掘的安陽洹北商城、河北邢台東先賢等遺址，都有學者指為夏商都邑所在。儘管這些均存在爭議，然而，其對瞭解夏商文明的意義，是必須充分肯定的。
2016年8月，《科學》（Science）雜誌上的一篇題為《公元前1920年的洪水爆發為中國傳說中的大洪水和夏朝的存在提供依據》則第一次為大禹治水的故事提供了科學證據。科學家通過對公元前1920年左右的積石峽洪水研究，認為比較可能是傳說中的大禹治水，因此，推定夏朝的創立大約是公元前1900年，而二里頭遺址的時間恰好也是公元前1900年。（楊瀾潔）