2009年李家沟遗址发掘发现了旧石器晚期至新石器时代早期多个地层的堆积，绝对年代测定距今10300－8600之间。对于始终缺少华北地区两个时代交替资料的学术界而言，这个发现期待已久。遗址旧石器时代晚期地层出土的石器具有华北旧石器晚期技术和类型组合的典型特征，但同时出土较多不便携带的大型石器和就地取材的大石块，又意味着居民生活的流动性降低，开始出现新的生计内容。遗址上的新石器早期遗存是全新的发现，陶器特征很难同任何已知资料进行对比联系，石器群中仍保留着部分细石器，但和旧石器晚期相比，制作技术以及整个石器群构成都发生了变化，综合对动物遗存等资料的初步分析，也表明当时人们的生计活动内容有了明显变化。进而比较两个时期遗存内涵，一方面可以看出人们的取食活动、定居程度等方面的变化发展，另一方面，制作技术的变化，尤其是制陶业突然出现在当地，又意一了两期文化之间未必是单线传承，从而提出许多需要进一步探讨的重要话题。最后，遗址发掘区不远处还有一处裴李岗文化遗址，地层分析，应叠置李家淘新石器早期地层之上。这便为日后田野考古寻找过渡期遗址提供了重要参考线索。综上，李家沟遗址考古堪称一项重大突破。随着研究的深入展开，必将大大丰富旧、新石器文化过渡这一国际性重大学术课题的认识。
细石器的发现显示该遗址早期居民拥有十分精湛的石器加工技术。动物遗存的情况也说明狩猎大型食草类动物仍是李家沟遗址早期阶段的主要生计来源。旧石器阶段地层也有反映相对稳定栖居形态的大型石制品及人工搬运石块的出现，应该是过渡阶段新出现的具有标志性意义的文化现象。
李家沟遗址2009年的发掘，发现了距今10500年－8600年左右连续的史前文化堆积。堆积下部出土有细石核与细石叶等典型的细石器遗存，上部则含绳纹及刻划纹等装饰的粗夹砂陶及石磨盘等。其早晚不同时期堆积的埋藏特点与文化内涵，以及共生的脊椎动物骨骼遗存等，均表现出明显的阶段性特点。早期尚属旧石器时代末期的典型细石器文化，晚期则已经具备新石器时代的文化特征。这一新发现清楚地展示了中原地区从旧石器时代之末向新石器时代发展的历史进程，为认识该地区及我国旧、新石器时代过渡等学术课题提供了十分重要的考古学证据。
新石器阶段，在仅10平方米的发掘区内发现100多片粗夹砂陶片，绝大部分陶片的外表都有纹饰，部分陶片的质地较坚硬，显示其烧成火候较高，已不是最原始制陶技术的特点。
李家沟遗址从地层堆积、工具组合、栖居形态到生计方式等多角度提供了中原地区旧、新石器时代过渡进程的重要信息，比较清楚地揭示了该地区史前居民从流性较强、以狩猎大型食草类动物为主要对象的旧石器时代，逐渐过渡到具有相对稳定的栖居形态、以植物性食物与狩猎并重的新石器时代的演化历史，展示了本地区这一阶段历史发展的特殊性。
在南发掘区发现了成排分布的半坡四期文化的14座房址和陶窑。房址基本是平面呈“吕”字形的前后室结构，前室一般是地面式，后室则为窑洞式，是目前所知关中地区最早的窑洞式建筑群。在房址和陶窑附近的灰坑中出土了大量的陶器、陶坯残片和疑似制陶用的轮盘等。在北发掘区发现了仰韶文化庙底沟文化时期的聚落环壕。经初步钻探，环壕内面积24.5万平方米。在环壕西部发现门址一处。在其两侧的壕沟堆积中出土了大量陶、骨及石质器物，大多成层分布，保存基本完好。众多的出土器物中，镂空人面覆盆形器、动物纹彩陶盆、涂朱砂的人面塑残陶器等均为国内同时期遗址中所罕见。
从目前的发掘资料看，遗址南部为仰韶文化半坡四期文化居民聚居区，而北部则是庙底沟文化的聚居区。另外值得注意的是，在东北段环壕内侧接近沟边的位置还发现有疑似墙基的遗存，由此考虑，该聚落很有可能是一座庙底沟文化的城址。
