古蹟辦為配合西貢市的道路建設工程，於二〇〇一年十月至二〇〇二年九月期間在沙下遺址進行大規模的搶救發掘，發掘經費由土木工程署（即現時土木工程拓展署）撥款提供。由於工程迫切和發掘規模較大，古蹟辦邀請了河北省文物研究所、河南省文物考古研究所、陝西省考古研究所及廣州市文物考古研究所四所國內省市級機構，組成聯合考古隊進行搶救發掘。

沙下發掘是本港有史以來最大規模的田野發掘之一，發掘面積達三千餘平方米，文化層序清晰明確，出土大量新石器時代晚期（約公元前二千五百年至公元前一千五百年）及青銅器時代（約公元前一千五百年至公元前二百二十一年）的遺跡和遺物，尚有不少漢代和宋明時期的文化遺存。發現的遺跡不但有由柱洞構成的房基、石器製作場所的遺址，更確認多座墓葬，對於探索整個遺址的聚落形態和社會組織提供了重要的資料。遺址同時出土大量製作精美的石器，更有不少石料及毛坯等半製成品。由於出土的陶器層位關係明確，對研究本地史前文化編年提供了寶貴的資料。