夏鼐先生對中國史前考古學的又一重大貢獻，是他於1977年發表《碳—14測定年代和中國史前考古學》（注：《考古》1977年第4期。 ）一文，根據當時公布的各種史前文化年代數據，結合文化內涵和地層證據，全麵討論它們之間的年代序列和相互關係，亦即中國史前文化的譜係問題。該文提出許多富有啟發意義的獨到看法，尤其可貴的是更加明確地提出中國新石器文化的發展並非黃河流域一個中心的多元說。其實夏先生早就考慮這個問題，在1962年發表的《新中國的考古學》一文便曾提到：“根據考古資料，現今漢族居住的地區，在新石器時代存在著不同的文化類型。連黃河流域的中遊和下遊，也有很大的差異。古史傳說中也有這種反映。”在上述1977年的文章中，他重提並發揮這一論斷，指出所謂文化類型的不同是“表明它們有不同的來源和發展過程，是與當地的地理環境適應而產生和發展的一種或一些文化。”他在此文中又說：“當然這並不排除與黃河流域的新石器文化可能有互相影響，交光互影。這種看法似乎比那種一切都歸於黃河流域新石器文化的影響的片麵性的傳播論，更切合於當時的實際情況，更能說明問題。”要之，中國遠古文化的發展由傳統的黃河流域一元說改變為並非一個中心的多元說，這是中國史前時期考古研究的重大突破。最近20多年的考古發現與研究，使多元說進一步確立，成為我國多數考古學家的共識。
夏鼐先生早就重視對新石器時代早期文化的探索。60年代初期，他在《中國原始社會史文集》的序言中特別講到早期新石器文化，指出這在當時我國幾乎是空白，而西亞的前陶文化遺存對於我們的探索有借鑒作用。陝西西鄉縣李家村遺址發掘以後，許多學者懷疑李家村文化遺址的年代未必早於仰韶文化。夏先生卻根據李家村遺址所出圈足缽、直筒形三足器等獨具特征的陶器曾見於寶雞北首嶺和華縣元君廟仰韶遺址中的最早期墓葬或底部文化層的事實，當即表示李家村文化可能年代較早，是探索仰韶文化前身的一個較可靠的新線索（注：《我國近五年來的考古新收獲》，《考古》1964年第10期。）。後來，李家村的一件標本經碳十四測定年代晚於仰韶文化，有的學者又懷疑起來，而夏先生則明智地指出測定年代與地層堆積前後顛倒“是難以接受的”，後了解到那件標本出土的地層情況不明時，便斷然將該數據摒棄不用，仍然認為李家村文化的年代較早。磁山、裴李崗的文化遺存發現以後，他曾親赴磁山遺址發掘現場視察，後又滿懷喜悅地指出，“如果繼續上溯，或可找到中國農業、畜牧業和製陶業的起源。”（注：《三十年來的中國考古學》，《考古》1979年第5期。）經過廣大考古工作者的多年努力， 已經在這方麵取得了更大的突破，先後在北方和南方的若幹地點發現距今10000年左右的農業遺存。
隨著有關考古資料的日益豐富，夏鼐先生又於1983年提出從考古學上探討中國文明起源這一中國史前考古學和世界文化史上至關重要的課題，強調其理論意義在於“傳播論派和獨立演化派的爭論的交鋒點”。（注：《中國文明的起源》，文物出版社，1985年。）他從明確基本概念入手，強調“文明”一詞是“指一個社會已由氏族製度解體而進入有了國家組織的階級社會的階段。”他還詳細指出：“這個社會中除了政治組織的國家以外，已有城市作為政治（宮殿和衙署）、經濟（手工業以外，又有商業）、文化（包括宗教）各方麵活動的中心。它們一般都已經發明文字和能夠利用文字作記載（秘魯似為例外，僅有結繩紀事），並且都已知道冶煉金屬。文明的這些標誌中以文字最為重要。”夏先生認為：根據現有考古資料，不僅深刻地認識到殷墟文化是高度發達的文明，更重要的是從殷墟文化向上追溯到二裏岡文化和更古老的二裏頭文化，三者互相連係、一脈相承；而二裏頭文化，至少它的晚期既夠得上文明，又有中國文明的一些特征，如果不是中國文明的開始，也是接近於開始點了；至少比二裏頭文化更早的各種文化，都屬於中國的史前時期。夏先生還特地討論中國文明是否獨立地發展起來的問題，著重分析那些與中國文明起源問題關係最密切的史前文化，主要是中原地區、黃河下遊和長江下遊的晚期新石器文化，斷定“中國文明的產生，主要是由於本身的發展。”他說：“中國雖然並不是完全同外界隔離，但是中國文明還是在中國土地上土生土長的。中國文明有它的個性，它的特殊風格和特征。”夏先生還曾講到，進行中國文明起源的探索，“主要對象是新石器時代末期和銅石並用時代的各種文明要素的起源和發展，例如青銅冶鑄技術、文字的發明和改進、城市和國家的起源等等”，同時又強調“文明的誕生是一種質變，一種飛躍。”這便為中國文明起源問題的探索指明方向，從而導致此後有關研究和討論長盛不衰，不斷深入，取得了很大的進展。