1918年3月，考察周口店的鸡骨山，也就是周口店遗址第6地点，发现少量动物化石，其兴趣已经转到利用地质勘测的方法进行古生物和考古发掘。
1921年初，安特生在龙骨山发现了具有锋利刃口的石英石片，于是敲着洞穴的石壁说：“我们的祖先，很可能就沉睡在这下面！”
1921年夏，安特生与奥地利学者师丹斯基等人在北京周口店发现了后来被称为“第一地点”的化石地点（即北京猿人洞穴）。这一发现为中国的考古学奠定了基础，而安特生在发现“北京人”遗址方面无疑起到了先导作用。
1921.10月，安特生又在河南省渑池县仰韶村附近发现了史前文化遗址，不但确认了中国的第一支考古学文化，同时也标志性地完成了从地质学家向考古学家的转型。
1923年春率队前往大西北，经过18个月的艰苦跋涉，他们的足迹遍布陕西、甘肃、内蒙古和西藏等地，发现并系统发掘了约50个文化遗迹，其中包括齐家坪、朱家寨、半山等遗址，并获得了大量的古代文物，考察队一直到1924年10月才在他的带领下踏上归程。可以说，正是安特生在中国的一系列考古活动，揭开了中国近代考古学的序幕。
1925年7月，安特生与农商部所签的合约到期，根据合约，他将所有发掘到的古文物带回瑞典进行研究、检测。后来，在瑞典政府的支持下，安特生以这批文物为基础，创建了远东文物博物馆并担任馆长。其后，安特生怀着对中国文化的深厚感情，又先后两次重返中国进行考察、访问，并严格按照当初的约定，分七次将国宝归还给中国。
1926年10月，安特生陪同瑞典古斯塔夫皇太子参观北京。安特生选择了这个机会，向世界公布了周口店北京人遗址的发现。
1937年再度来中国调查四川等地的冰川，然后去越南北部作考古调查。
回到瑞典后，他仍积极从事对中国文化的研究工作，由于发掘上的局限性，在中国文化的来源、中国史前文化年代和分期上，安特生早期存在着一些认知性的错误，但不容否认的是，随着更多史前文化遗址的出土，安特生对中国史前史的认识也在不断调整。
1985年11月河南渑池“纪念仰韶文化发现65周年学术研讨会”的召开。在会上，考古学家严文明对安特生的学术贡献给予高度评价。他指出：“20世纪20年代安特生在中国进行的考古工作，对我国新石器时代考古学的建立和近代田野考古学的发展，都是有开创之功的。这段历史不应被抹杀，也不应作别的解释。”此后，学界对安特生的研究态度渐趋向于客观，力求还原安特生一个真实的、有着高尚人格的学者形象。