1951年6月28日，中国科学院考古研究所河南省调查团夏鼐、安志敏等4名专家学者到渑池县对仰韶村遗址进行第二次发掘。发掘从7月2日开始，开挖了一条探沟（20×2米）和一个灰坑，切到了安特生当年所发掘的旧探沟，发现有排型稠密的墓葬9座，出土仰韶红底黑彩和深红彩的罐、碗，小口尖底红陶瓶，灰褐夹沙陶鼎等。
同时，在遗址内还发现了龙山式的磨光黑陶、压印方格纹灰陶、篮纹陶、灰绳纹鬲、带流陶杯等，文物资料丰富。从地层关系来看，墓葬是在遗址废弃后才埋进去的，无随葬品。地层中所含陶片有明显冲刷痕迹。同时，又在断崖发掘了10个灰坑，坑壁用草泥土涂抹平整，其中的陶片具有仰韶和龙山两种文化的因素。在二次发掘中，还对仰韶村附近的下召寨、下城头和羊河村等文化遗址进行了调查。
第二次发掘后，提出了遗址存在着“仰韶和龙山的混合文化”的看法。后来研究表明，这个提法也是不正确的，仰韶文化和龙山文化是不同的文化类型，两者是上下承接关系，但不存在两种文化的混合类型。
