Tháng 7 năm 1980, đoàn cán bộ của Viện Khảo cổ học Việt Nam và đoàn Địa chất 203 đã tiến hành điều tra và xác minh địa điểm khảo cổ học hang Xóm Trại. Tại đây Đoàn đã tiến hành đào một hố thám sát 1m x 1m, thu được 108 hiện vật đá và một số xương động vật các loại, kết quả điều tra cho thấy hang xóm Trại là một di tích văn hoá Hoà Bình có tầng văn hoá dầy, hiện vật phong phú.

Nhằm thu thập một bộ sưu tập hiện vật phong phú tìm hiểu cho Văn hoá Hoà Bình ở Việt Nam, để chuẩn bị cho Hội nghị khoa học về "Văn hoá Hoà Bình" Viện Khảo cổ học Việt Nam đã tiến hành khai quật di chỉ hang Xóm Trại tháng 5/1981.

Kết quả đợt khai quật đã thu được 1.150 hiện vật, bao gồm công cụ đá và xương. Đoàn khai quật đã đánh giá hang xóm Trại là một di tích tiêu biểu của nền Văn hoá Hoà Bình có niên đại thuộc sơ kỳ thời đại đá mới ở Việt Nam. Tháng 8 năm 1982, Viện Khảo cổ tiếp tục đào thám sát lại hang xóm Trại lần thứ 3 để xác định trữ lượng tư liệu trong Văn hoá Hoà Bình.

Theo đánh giá của các nhà khoa học Hang xóm Trại là loại di tích cư trú và xưởng chế tác công cụ trong hang động núi đá vôi của cư dân văn hoá Hoà Bình.

Tầng văn hoá: ở hang Xóm Trại vốn rất dày gần 4m, nhưng phần trên đã bị nhân dân đào bới san phẳng làm một ngôi chùa nhỏ nên tầng văn hoá chỉ còn lại 3m.

Tầng văn hoá gồm chủ yếu là ốc vặn bị chặt đít và vỏ ốc núi, ốc sên khá thuần chất từ trên xuống dưới. ở độ sâu gần 1m, có một lớp vỏ ốc bị đốt cháy dày từ 0,50m đến 0,8m. Lớp ốc cháy phân bố gần khắp mặt hang, cao ở xung quanh và thấp dần vào giữa hang. Trong tầng văn hoá ngoài công cụ đá, còn có nhiều vỏ trai và xương răng động vật.

Hiện vật: trong 3 lần thám sát và khai quật số hiện vật thu được tại hang Xóm Trại là: 1.441 hiện vật đá, trên 100 các loại hiện vật xương sừng khác.

Trong lần đào thám sát lần 1 (năm 1980), các hiện vật đá thu được 108 tiêu bản.

Trong đợt khai quật tháng 5 năm 1981, số hiện vật thu được 1.150 hiện vật.

Công cụ đá: 1.150 chiếc đều được chế tác từ đá cuội, được ghè đẽo cẩn thận quanh rìa tạo hình dáng ổn định. Phần lớn được ghè đẽo một mặt, vỏ cuội còn giữ nguyên cả hai mặt, phát hiện được 22 công cụ mài lưỡi, trong đó gồm 1 đục và 21 rìu

Công cụ xương: 25 chiếc, phân bố ở các độ sâu khác nhau trong đó chủ yếu là các loại đục hay công cụ đào bản rộng. Những công cụ loại này là những mảnh xương ống lớn, phần lưỡi được mài mỏng. Có một mũi nhọn tròn được mài nhẵn toàn thân giống như mũi tên.

Mảnh gốm: Thu nhặt được một số mảnh gốm ở lớp vỏ ốc bị sáo trộn trên mặt hang. Ngoài mặt, vài mảnh gốm trang trí văn khắc vạch phức tạp thuộc giai đoạn muộn, một số mảnh gốm thô dầy trang trí văn thừng có niên đại sớm hơn.

Trong di tích hang xóm Trại, ngoài các hiện vật bằng đá, xương, sừng, gồm còn thu được khá nhiều các tàn tích các vỏ nhuyễn thể và thực vật. Đặc biệt là đã tìm thấy các mảnh vỏ trấu, hạt thóc và một số hạt gạo cháy dở nằm ở độ sâu từ 0 - 80cm. phát hiện ra lối đi cổ có niên đại hàng vạn năm cách ngày nay.

Việc phát hiện ra lối đi cổ tại hang xóm Trại có niên đại hàng vạn năm cách ngày nay, chứng tỏ hang xóm Trại vừa là nơi cư trú lâu dài, vừa là công xưởng để chế tác công cụ của cư dân Văn hoá Hoà Bình, việc phát hiện được các hạt gạo, vỏ trấu trong tầng văn hoá của hang xóm Trại có thể là một minh chứng vật chất về một nền nông nghiệp trồng lúa nước sơ khai ở thời Văn hoá Hoà Bình.

Hiện nay di tích hang xóm Trại đã được tu bổ tôn tạo các hạng mục, để phục vụ cho việc tham quan, nghiên cứu về văn hoá Hoà Bình. Di tích hang xóm Trại nằm ở trung tâm của vùng Mường cổ (Mường Vang), đến với di tích hang xóm Trại du khách sẽ có điều kiện tham quan tìm hiểu về không gian văn hoá dân tộc Mường và một khung cảnh thiên nhiên tuyệt vời của thung lũng Mường Vang, một trong bốn mường lớn của tỉnh Hoà Bình.