2011年3月，江西省文物部门接到群众举报，江西省南昌市新建区大塘坪乡观西村附近山上有一座古代墓葬遭到盗掘，文物部门立刻对该墓葬周边区域进行了考古调查。历时5年多，考古工作者一共勘探约100万平方米，发掘约1万平方米。
海昏侯墓的整个发掘过程代表当今中一流的考古水平，代表当今中国流的文物保护水平，代表当今中国的展示水平。墓园的考古发掘有10余家单位跨学科合作，运用科技手段全程提取和记录信息。在考古调查和发掘前期，大量使用了地球物理探测、GPS定位、电子全站仪布网测控、全球地理信息系统（GIS）记录等科技手段，将调查资料完整信息化。初步建立起了海昏侯国遗址的地理信息系统。所有发掘工作都以世界遗产的标准指导考古发掘，为今后大遗址的保护展示提供科学依据。
通过考古，考古人员发现除了2011年盗墓者对西汉海昏侯墓实施一个大的盗洞之外，该墓的西北角有一个五代时期留下的盗洞，从发现的装衣服的漆箱、写有“昌邑九年”字样的漆器等文物来看，盗墓者未能成功实施盗墓。
人们不禁要问，公元前104年至五代时期，中间一千多年时间，为什么它没有遭遇盗墓者的“骚扰”呢？省文物考古所所长徐长青、西汉海昏侯墓考古队领队杨军等多位专家都提到，这得益于东晋时期江西的一场大地震，使墓室早年就坍塌，地下水上涌淹没了墓室。当时人们不具备水下盗墓的条件，才使得该墓得以幸免。
专家所说的大地震，指的是公元318年豫章郡发生大地震，此次地震使原来的枭阳县、海昏县等豫章古县淹没到鄱阳湖中。张仲立表示，正是因为墓穴内充满水，这种绝氧的环境不利于微生物生长，才使得墓内的文物得到保护，腐蚀程度不高。
研究进展
2015年12月15日，南昌西汉大墓主棺进入清理阶段，主棺将整体“打包”至附近实验室，多证据指向墓主为汉武帝之孙刘贺。
2016年1月15日，整体提取到实验室。
2016年3月2日，专家组在北京首都博物馆“南昌汉代海昏侯国考古成果新闻发布会”，确认墓主为汉废帝”刘贺。
2016年5月5日，海昏侯刘贺墓主棺已进入后期清理阶段，“刘贺”字样私印、头箱、部分玉件、敷面等表层文物已提取。考古工作者在提取完敷面后发现了刘贺的牙齿。从数量上看，刘贺牙齿保存较完整，根据之前的考古经验，有较大几率在刘贺口中发现玉琀。下一步将进行刘贺牙齿、腰饰、琉璃席等文物的清理工作。“由于棺体受重压变形，刘贺的上下齿紧密咬合在一起，牙齿上方还能辨认出小部分鼻骨痕迹。”
考古工作者正研究牙齿的“打开”方案，而刘贺牙齿的有关数据已送至中国社会科学院考古研究所进行古DNA检测；并提取了刘贺上肢、下肢遗骸的少量样品标本，做体质人类学方面的检测，为揭示其与墓园其他成员关系提供依据。
2019年3月12日，海昏侯刘贺墓主椁室文书档案库曾出土5200余枚简牍，负责这批简牍文字释读工作的北京大学出土文献研究所近期公布阶段性成果。研究人员辨识出千余枚竹简上记载了一种名为“六博”棋的行棋口诀，属首次发现，为研究汉代的社会风尚乃至兵制提供了很好的实物资料。
出土文物
2011年来考古人员共勘探约100万平方米，发掘面积约1万平方米，共清理出土了各类文物1万余件。
成套出土的有编钟、编磬、琴、瑟、排箫、伎乐俑；竹简、木牍以及有文字的漆笥、耳杯等数以千计；五铢钱10余吨近400万枚；青铜雁鱼灯、青铜火锅上的花纹惟妙惟肖；青铜镜上镶嵌着玛瑙、绿松石和宝石等等，都是汉代考古文物珍品。
车马坑出土了实用高等级马车5辆，马匹20匹，错金银装饰的精美铜车马器3000余件。这也是中国长江以南地区发现的唯一一座带有真车马陪葬坑的墓葬。
2015年11月14日，南昌西汉海昏侯墓主椁室的考古发掘工作正式启动。在此次主椁室的考古发掘中，出土了一组漆器屏风和两块马蹄形金器。其中，在主椁室西室被发现的漆器屏风表面有孔子生平的文字以及孔子画像。考古专家表示，这可能是迄今为止我国发现的最早的孔子画像。海昏侯墓位于江西南昌新建区大塘坪乡观西村东南约1000米的墎墩山上，整个墓园占地面积约4万平方米，该墓已清理出土文物1万余件。
2015年11月15日，发现10余吨铜钱。
2015年11月17日上午，南昌西汉海昏侯墓主椁室西侧出现数量惊人的黄金、金器，包括数十枚马蹄金、麒趾金、两盒金饼等。
2015年12月，玉具剑、玉质耳杯、韘形佩、“子母”套装漆器等陆续发掘出土。这是南昌西汉大墓主椁室考古发掘的第23天，考古发掘取得的进展。
2015年12月8日，南昌西汉大墓主椁室考古发掘又取得进展，考古人员在主椁室提取出多件玉器。其中包括一把约80厘米的玉具剑。
2015年12月14日，考古队员从主椁室提取了有葡萄般大小、两端钻有微孔、对齐贯穿的琥珀，这块琥珀中还有昆虫，属于珍贵的虫珀。
2015年12月19日，在主墓出土的竹简中发现了一篇《筑墓记》，有可能详细记录了南昌西汉大墓建造的过程，将为揭开墓主人信息和考古工作提供更准确的依据。