1944年4月，夏鼐先生受命与向达教授（向达先生为期半年即提前离去），共同合组中国西北科学考察团历史考古组，前往西北进行田野考古工作（后又吸收向达的研究生阎文儒参加）。原计划在甘肃、青海和新疆地区开展工作，但由于政局不稳，加以经费方面的困难，截至1945年底所作实地考察仅限于甘肃地区，青海仅作短时间考察，新疆则未能前往。

这次历时二十个月的考察，在中国考古学的发展史上具有重要的开拓性意义。夏鼐先生从地层学上判明齐家文化的年代晚于仰韶文化，提出中国史前时期存在不同的文化系统，宣告曾有多年影响的安特生分期体系业已破产，标志着中国史前考古研究进入了新的发展阶段；对历史时期的考古研究，也取得了令人刮目相看的成绩。