為了縮小武王克商年的範圍，“工程”研究人員按照預定計劃分頭行動，其中由考古學家承擔的“豐、鎬遺址分期與年代測定”專題組，在陝西境內展開了緊張的工作。
豐鎬遺址是周人建都周原岐之後的第二個都城遺址。前文已述，周人自古公宜父遷岐後並開始崛起，經曆三代，至文王時已有了相當強大的勢力，並開始不斷地征伐周圍的方國。當消滅了商王朝西部的重要方國崇後，周人開始了東向滅商的戰前準備。出於戰略等方麵的考慮，文王末年，周人開始將都城向東遷移，以盡可能地接近商的勢力範圍。坐落於灃河西岸的豐京即其遷都之地。到武王時，又在灃河東岸建了一座新的都城，史稱鎬京。因豐京與鎬京甚近，且武王居鎬之後，豐京仍然保留著周王宗廟，而西周諸王常居於豐或在豐處理國事，故史家向來將豐、鎬並稱，這裏是文王、武王直至平王東遷後，整個西周時期的都城。
西周豐鎬遺址
關於豐鎬都城的湮沒過程史無詳記，但從流傳於世的零散線索看，兩處都邑的部分或大部分宮室毀於周幽王被殺之役是完全可能的。應當說，自平王東遷洛邑後，豐鎬就衰落了。自漢迄唐，史載豐鎬地望皆以都城附近有豐水、鄗水、滈池和昆明池等諸水道為主要依據，並指出它們與當時的城邑如漢城、唐城或鄂縣城的相互方位和關係。到唐末，與鎬京關係密切的昆明池日漸荒湮，最後變為民田。而鄗水和滈池的湮沒年代還在昆明池之前。盡管世傳“豐邑在豐水之西”，但北宋以後人們已經不能分辨古豐水的位置了。於是，整個周都豐鎬的地望也就無法確指了。明清以來，許多學者試圖查明豐鎬的具體位置，並為此做過不少努力，但一直未能如願。豐鎬遺址像西方的特洛伊古城一樣完全從人們的視野中消失了。
自田野考古學在中國興起後，豐鎬遺址又成為學術界注目的焦點，學者們試圖以新的考古學方法來破解這個久懸於人們心中的謎團。1933年，由北平研究院史學會的著名學者徐旭生領導的，常惠、蘇秉琦先後參加的考古調查隊，在灃河沿岸做了首次考古調查，並在調查報告中提出了關於豐鎬位置的一些看法和猜想。1943年，中央研究院曆史語言研究所著名考古學家石璋如等人又對豐鎬遺址做了第二次調查。但從他們後來發表的《傳說中周都的實地考察》報告看，他們的調查結果較十年前的那次調查結果沒有大的突破。
新中國成立後，中國科學院考古研究所在豐鎬地區持續進行調查發掘，並專門設立了考古工作站，這是國內首批設立的屈指可數的幾個考古工作點之一。自此之後，豐鎬遺址的考古工作除“文化大革命”期間被迫停頓外，基本沒有中斷。
1951年春，由蘇秉琦領隊的中國科學院考古所考古隊在灃河流域進行考古調查，並在一個叫客省莊的村莊北部進行了小規模的試掘，發現了仰韶文化、客省莊二期文化與西周文化的三疊層。
1953年秋，中科院考古所再次派出由石興邦率領的考古調查隊，這次調查隊在1951年春季調查的基礎上，沿灃河兩岸的一定地區，做了比較普遍的調查。這次調查，在灃河中遊地區發現了新石器時代文化遺存和西周時代遺址墓葬十餘處。從這次調查的報告看，考古人員隻是感到“這些西周遺存的出土，提供了一些史料，對西周問題的解決，實在是可注意的一個地區”。但是，“究竟豐京的中心地點在什麼地方，尚難確定”。
1954年，陝西省文物管理委員會在灃東長安縣普渡村清理一座西周墓葬，墓中出土了一批銅器，其中具有重要斷代價值的是墓中出土的長由盉，上有銘文57字，記載了周穆王舉行射禮的活動。從器形等特點分析，一般學者認為此盉鑄於穆王時，並由此推測墓葬的年代為西周中期穆王前後。此墓出土的一組陶器、銅器，被學術界視為在西周陶器、銅器斷代研究中屬於西周中期的一個重要標尺。
1955年至1957年，由王伯洪率領的考古所豐鎬考古隊在灃西地區的張家坡、客省莊一帶進行了大規模的發掘，揭露遺址麵積近9000平方米，清理西周墓葬190多座，為西周考古學分期研究提供了豐富的資料。後來，著名考古學家王伯洪、張長壽等人根據這批資料的研究結果，將西周居址分為早晚兩期，西周墓葬分為五期，從而開創了豐鎬遺址分期斷代的先河。
陝西武功窯洞院落居址複原圖（客省莊二期龍山文化時代）
豐鎬遺址出土的青銅犧尊、酒器（高12.07厘米，寬40.5厘米）
1959年春，豐鎬考古隊在灃西馬王村村北的發掘中，首次發現兩處殘缺的西周夯土基址，並在基址的東北鄰近地區鑽探出若幹夯土基，為探索豐邑中心所在地提供了重要線索。
1961年至1963年，豐鎬考古隊在胡謙盈等學者的帶領下，終於查明了豐水、鄗水、滈池和昆明池等古代水道位置，並在白家莊、上泉北村、洛水村等地試掘遺址麵積約500平方米，初步搞清了遺址中的地層堆積、分期和年代，為探索鎬京中心所在位置提供了佐證。
1967年，中國科學院考古研究所灃西發掘隊，在灃西張家坡一帶清理了西周墓葬124座，出土了大批陶器、銅器等器物。著名考古學家張長壽、胡謙盈等對這批墓葬進行了係統的整理和研究。根據對這批墓葬隨葬陶器的組合和發展序列的分期斷代研究，他們將這批墓葬分為六期，即：
1.早期居住遺址；
2.第一期墓葬；
3.第二期墓葬；
4.第三期墓葬；
5.晚期居住遺址和第四期墓葬；
6.第五期墓葬。
至此，灃西地區周人墓葬的分期序列得以基本建立，並為學術界所接受。根據出土青銅器等器物的特征，張長壽等考古學家推定，第一期墓葬的年代在成康時期，而以張家坡早期居住遺址為代表的遺存，其起始年代可能在文王作邑於豐之時。在隨後的三十多年中，學者們又根據新的考古發現，對以上的分期給予了補充和修正，得出了更加可靠的考古學年代序列，並初步斷定第一、二期考古學文化，經曆了文王、武王、成王、康王等四個時期，武王伐紂的具體年代就包含在這六期文化之中。
盡管以上研究所提供的考古學年代分期框架基本可信，但有一個明顯的缺憾，那就是直接的地層關係較少，出土材料零星分散，加之過去幾十年的考古工作主要集中於墓葬的發掘，有關遺址發掘很少，具有明確地層背景的係列測年樣品幾乎沒有。因而有關遺址的文化分期就顯得不夠清晰，其遺址的總體文化麵貌也不清楚，對先周文化的認識僅僅是提供了線索，並無實質性的內容可做進一步的研究。同安陽殷墟商代後期遺址的14C測年數據相比，真正對武王伐紂這一曆史事件起直接作用的，無疑是作為從先周晚期到整個西周一代具有政治、經濟、文化中心地位的都城——豐鎬遺址所提供的14C測年數據。因此，夏商周斷代工程啟動後，按照首席科學家的意見，“豐鎬遺址分期斷代”專題組，擬對灃西遺址進行有選擇、有目的的考古發掘，以便找到預期的地層關係和層位明確、時代背景清楚、多樣化的係列測年樣品，供14C測年測定具體年代數值。