他們滿載而歸，回到蘭州過冬。在蘭州，安特生和他的助手收購了一批精美彩陶。1924年4月23日，他們沿洮河南下，抵達洮河流域，進行大量發掘，發現了灰嘴遺址、辛店遺址、齊家文化遺址和馬家窯文化遺址。6月26日，他們發掘出廣河半山文化遺存，接著發現寺窪文化遺存。7月中旬，工作基本結束。
1923年前，安特生曾比較研究仰韶文化和西方、中東等地彩陶——尤其是中亞安諾以後，提出了“中國文化西來”假說：“……仰韶彩陶和安諾等近東和歐洲的彩陶相似，可能同出一源，而巴比倫等地的彩陶年代要早於中國仰韶，因此中國彩陶有可能來自西方。”這些觀點僅僅針對彩陶而言，與文化、人種無關。他特別聲稱這隻是一種假說。但“中國文化西來說”在中國學術界引起軒然大波，至今，餘波仍未平。隨著在甘青地區的考古發掘，他不斷利用大量材料來修正自己的觀點。1924年，安特生發表《甘肅省的考古發現》，認為中國文化是在新疆地區生長起來，從西方受到影響。這個觀點又在學術界引起爭論。一些東西方學者基本上否定他的假說。為了尋找仰韶半山文化和辛店等文化的中間缺失環節，他們再次把目光投向廣袤的西部大地。安特生的助手居某在西寧河穀的民和縣馬廠塬發現馬廠文化遺址。
安特生直接去了河西走廊。1924年７月中旬，安特生進入幾乎不為世人所知的沙漠綠洲小縣——民勤。安特生考察了民勤地界上的眾多遺址，將柳湖墩、沙井子和三角城列入發掘計劃。他先在柳湖墩遺址試掘，繼而在薛百鄉沙井子一帶大規模開挖。他們一共發掘了40餘座墓葬，發現了沙井文化。由於此前發現銅器，安特生將它列為甘肅遠古文化“六期”之末，稱為沙井期。受安特生影響，中國考古學家非常關注沙井文化。1943年，國民政府中央研究院曆史語言研究所與中央博物院籌備處、中國地理研究所、北京大學文科研究所組成西北科學考察團奔赴甘肅，考古學家夏鼐先生主持沙井文化考察。1948年，裴文中先生帶領西北地質考察隊赴甘肅、青海考察。5月，裴文中、賈蘭坡教授調查了民勤柳湖墩、沙井東和永昌三角城等遺址，新發現了一些同類遺存，並首次提出“沙井文化”的命名。
1924年10月，安特生回到北京，1925年返回瑞典。這年，他的《甘肅考古記》發表了，對以前的觀點再次進行修正，否定中國文化源於新疆的假說，肯定了彩陶及一些農業技術是從近東起源，並沿新疆、甘肅傳入河南；而仰韶是自成體係的文化。1927年、1937年，安特生又兩次到中國進行一些短暫考察。他的全部精力都投入到中國史前文化的研究上。1943年，安特生出版他長期研究中國史前史的結晶《中國史前史研究》，再次修正自己的看法，得出仰韶彩陶與近東無關的結論，也意味著徹底改變了“中國文化西來說”。