挖掘工作于1921年10月27日开始，12月1日结束，历时36天。发掘工作由安森和地质学家袁福礼主持。来自地质调查研究所的五位收藏家，刘长山、陈德光、白万余、姚和张（后两位不详），以及加拿大骨骼研究专家D.black博士和奥地利生物学荣誉技师o.zdansky博士也参与了后续作品。挖掘机在东西向沟渠和公路沟渠悬崖上开发了挖掘场地，这些沟渠有更多的灰层和遗迹，并沿着这些沟渠挖掘了17个场地。
因为当时已经是冬天了，为了快点，我们在院子里搭了一个帆布雨棚，打开蒸汽灯和马灯，日夜工作。遗址发掘收获颇丰：发现了大量文化灰柱和袋状灰井，获得了大量磨石器皿、骨器、贻贝和大量陶瓷。这些文物被分成11个板条箱，由火车运到北京。后来，在我国的同意下，一些文物被运往瑞典，并建立了远东文物博物馆。袁福礼，一位刚从美国归来的学者，在仰韶村遗址的发掘中发挥了核心作用。他不仅对遗址进行了广泛的勘测（他根据我国考古学史上第一幅轮廓图——轮廓线1:2000和5厘米绘制了仰韶村遗址地形图和仰韶村南部轮廓图），还与当局进行了谈判。在仰韶村遗址发掘过程中，安特生等人还对仰韶村西部的布草寨村进行了小规模的试掘，发掘出了洋河村、西庄村等史前遗址。

安森回到北京后，开始了一次系统的搜寻。从仰韶村唐沟的剖面来看，这是一处古代人类居住的遗迹。结合运回的各种文物，初步认为仰韶村遗址是一种古老的文化，即仰韶文化的不断积累。根据当时的国际考古实践，它被称为“仰韶文化”。
安特生对仰韶村的发掘做出了巨大贡献。从美国带来的挖掘工具，如手铲、刷子、铁钩、卷尺、卷尺等，是当时世界上较先进的考古工具，后来成为我国现古挖掘中仍主要使用的传统工具。了解所采用地层的沟槽开挖方法在我国现古学史上尚属首次，至今仍在使用。仰韶村成为我国发现的第一个史前聚落。在挖掘过程中，根据水平层位记录遗址的方法中断了自然堆积形成的层位，忽视了文物与文物之间关系的复杂重叠和断裂。因此，安特森得出了一个错误的结论：仰韶村发现的仰韶文化与龙山文化混淆了（龙山文化当时还没有被证明是考古文化）；本文以仰韶文化的彩陶为研究对象，将其与中亚的阿诺彩陶进行比较（注意装饰上的差异），认为前者来自后者，从而得出“我国文化来自西方”的结论。安徒生的两个错误结论，尤其是后者，长期以来对考古界产生了负面影响。
安特生在系统收集了仰韶村遗址的调查、挖掘和研究资料后，撰写了《我国古代文化》（载于1923年第5号地质报告第一卷），成为仰韶村遗址的初步报告。这是仰韶村文化遗址发掘简报，后由袁福礼翻译成中文。后来，安徒生对河南史前研究中的挖掘工作作了一些补充说明（《远东博物馆杂志》，瑞典，1943年第9期）。

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