- ค.ศ.1986 (พ.ศ.2529): กรมศิลปากรทำการสำรวจเมืองโบราณในเขตจังหวัดลพบุรี โดยพบเมืองโบราณหลายแห่ง เช่น เมืองโบราณซับจำปา เมืองโบราณดงมะรุม รวมไปถึงเมืองโบราณพรหมทินใต้

- ค.ศ.1991 (พ.ศ.2534): กรมศิลปากรดำเนินการขุดแต่งโบราณสถานภายในวัดพรหมทินใต้

- ค.ศ.2000 (พ.ศ.2543): หน่วยศิลปากรที่ 1 ลพบุรี ทำการขุดแต่งตัวเนินดิน ซึ่งพบโบราณสถานอุโบสถสมัยอยุธยาสร้างทับบนโบราณสถานสมัยทวารวดี

- ค.ศ.2004 (พ.ศ.2547): คณะโบราณคดี ภาควิชาโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร นำโดยรองศาสตราจารย์ธนิก เลิศชาญฤทธิ์ ดำเนินการขุดค้นแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้

- ค.ศ.2013 (พ.ศ.2556): รองศาสตราจารย์ธนิก เลิศชาญฤทธิ์ ดำเนินการขุดค้นทางโบราณคดีเพื่อศึกษาประวัติการตั้งถิ่นฐานที่แหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้

แหล่งโบราณคดีบ้านหรมทินใต้ มีลักษณะธรณีสัณฐานเป็นพื้นที่ลานตะพักลำน้ำระดับต่ำ สภาพพื้นที่ส่วนใหญ่เป็นที่ราบลอนลูกคลื่นลาดเอียงจากภูเขาด้านตะวันออกไปทางทิศตะวันตก ลักษณะของเมืองเป็นเมืองรูปสี่เหลี่ยมคางหมู มีคลองโพธิ์ทองไหลผ่านทิศตะวันออก  

เมืองโบราณพรหมทินใต้นั้นเป็นแหล่งโบราณคดีที่พบว่ามีการอยู่อาศัยที่ซ้อนทับกันหลายสมัย โดยจากข้อมูลการสำรวจ และขุดค้น สามารถสรุปยุคสมัยการอยู่อาศัยของชุมชนโบราณในแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ได้ดังนี้

สมัยก่อนประวัติศาสตร์ตอนปลาย (ระหว่าง 3,000 – 2,500 ปีมาแล้ว) : ถือเป็นชั้นอยู่อาศัยระยะที่เก่าแก่ที่สุดที่พบ จากหลักฐานที่พบสันนิษฐานได้ว่าอยู่ในช่วงยุคสำริดตอนปลายจนถึงยุคเหล็ก หลักฐานสำคัญที่พบได้แก่ โครงกระดูกมนุษย์ ร่วมกับโบราณวัตถุที่ถูกฝังร่วมกัน ได้แก่ ภาชนะดินเผาตกแต่งผิวด้วยการขัดมันรูปทรงต่าง ๆ เครื่องมือเหล็ก กำไรสำริด ลูกปัด แวดินเผา เป็นต้น   

สมัยทวารวดี (พุทธศตวรรษที่ 11 – 13) : หลักฐานที่พบในระยะนี้เป็นชั้นที่วางตัวอยู่ถัดจากชั้นดินของระยะการอยู่อาศัยก่อนหน้า จากความหนาแน่น และหลากหลายของหลักฐาน พิจารณาร่วมกับระดับความหนาของชั้นดินจึงสันนิษฐานว่าเป็นช่วงที่มีการใช้พื้นที่ต่อเนื่องยาวนานที่สุด หลักฐานที่พบจากการขุดค้นได้แก่ภาชนะดินเผาแบบต่าง ๆ ภาชนะดินเผาแบบมีสัน ลูกปัดแก้ว เบี้ยดินเผา ชิ้นส่วนพวยกา ซึ่งเป็นโบราณวัตถุที่พบมากในแหล่งโบราณคดีสมัยทวารวดี นอกจากนี้ยังพบเหรียญเงินแบบทวารวดีปรากฎสัญลักษณ์ตรีวัตสะ รูปสังฆ์ ซึ่งสลักคำว่า ‘โอม’ เป็นอักษรปัลลวะ ภาษาสันสกฤตอยู่ด้านหลัง

โบราณวัตถุในพุทธศาสนาสำคัญที่พบในสมัยนี้ ได้แก่ พระพุทธรูปพระพนัสบดี ศรีทวารวดี

ที่ถูกพบในบริเวณใกล้วัดพรหมทินใต้ พระนัสบดีเป็นพระพุทธรูปศิลปะมอญ แกะสลักจากหินสีดำเนื้อละเอียด ลักษณะเป็นพระพุทธรูปประทับยืนบนพนัสบดี พระหัตถ์ทั้งสองตั้งฉากกับพระวรกาย บริเวณทั้งสองข้างมีบุคคลยืน หรือนั่งขนาบอยู่สองข้าง

นอกจากตัวอักษรบนเหรียญแล้ว ในระยะนี้ยังมีการพบ ‘จารึกพรหมทิน’ จำนวน 2 หลัก เป็นจารึกบนแผ่นหินปูน และหินดินดาน จารึกทั้งสองสลักโดยใช้ตัวอักษรปัลลวะ ภาษาบาลี โดยจารึกบนแผ่นหินปูนกำหนดอายุราวพุทธศตวรรษที่ 11 – 12 โดยข้อความบนจารึกว่าด้วยคาคา ‘เย ธมมาฯ’ ซึ่งเป็นคาคาที่ชาวพุทธถือว่าเป็นหลักธรรมของพระพุทธศาสนา ส่วนของจารึกบนหินดินดานนั้นพบที่ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จากรูปแบบตัวอักษรหลังปัลลวะกำหนดอายุได้ราวพุทธศตวรรษที่ 14 โดยข้อความจารึกว่าด้วยข้อความที่พระพุทธองค์ตรัสตอบแก่พรหมณ์อุปกชีวิก หรือ ‘พุทธอุทาน’

การอยู่อาศัยในสมัยนี้เป็นระยะแรกที่พบร่องรอยของการสร้างโบราณสถาน จากการขุดแต่งเนินดินในปี พ.ศ 2543 พบพระอุโบสถสมัยอยุธยาที่สร้างทับบนฐานโบราณสถานสมัยทวารวดี ซึ่งบริเวณด้านหลังอุโบสถก็พบแนวอิฐ และฐานสถูกสมัยทวารวดีอยู่ในระดับต่ำกว่าเจดีย์รายอีก 3 องค์ รวมถึงพบฐานเสมาเดิม ร่วมกับใบเสมา พระพุทธรูปหินทราย หลักฐานทั้งจารึก พระพุทธรูป และโบราณสถาน แสดงให้เห็นว่าชุมชนในบริเวณเมืองโบราณบ้านพรหมทินใต้นั้นอาจมีการติดต่อกับอินเดีย และรับอิทธิพลศาสนาทั้งศาสนาพุทธ และฮินดู แล้ว

สมัยอยุธยา (พุทธศตวรรษที่ 19 – 22) : หลังจากสมัยทวารวดีแล้วไม่พบร่องรอยหลักฐานหลังจากสมัยนั้นอีก นอกจากโบราณสถานพรหมทินใต้ อุโบสถสมัยอยุธยาที่สร้างทัรบบนฐานโบราณสถานสมัยทวารวดี จึงอาจสันนิษฐานได้หลังจากสมัยทวารวดี ชุมชนพรหมทินใต้เดิมอาจเคลื่อนย้ายถิ่นฐาน แล้วต่อมาชุมชนเชื้อสายลาวที่อพยพมาจากตะวันออกเฉียงเหนือได้เข้ามาตั้งถิ่นฐานแทนในช่วงประมาณ 100 ปีมาแล้ว จากนั้นจึงสร้างโบราณสถานทับฐานอิฐเดิม

โบราณวัตถุที่บ่งชี้ถึงการอยู่อาศัยในสมัยนี้ ได้แก่ เศษเครื่องปั้นดินเผาเนื้อแกร่ง เครื่องถ้วยสังคโลกและเครื่องเครือบสีน้ำตาลแบบสุโขทัย และเครื่องถ้วยจีน  นอกจากนี้ยังพบพระพุทธรูปหินทรายสมัยอยุธยา พระพุทธรูปสำริด ที่บ่งบอกถึงการอยู่อาศัยในสมัยอยุธยาด้วย

ชนัญญา นวลอุไร. “การศึกษาเพื่อเสนอการจัดตั้งพิพิธภัณฑ์ประจำแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2547.

ณิชชา สุธรรมาวิวัฒน์. “การวิเคราะห์การใช้งานเครื่องมือหินขัดจากหลุมขุดค้น S3 แหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2552.

ธนพร ตันเล่ง.  “การศึกษารูปแบบลูกปัดแก้วจากแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2547.

นฤมล จุลเจริญ. “การศึกษารูปแบบภาชนะดินเผาจากแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2547.

นลินธร บุษราคัม. “การวิเคราะห์เปลือกหอยที่ได้จากการขุดค้นแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2552.

นุชจรี ผ่องใสศรี. “การศึกษากำไลสมัยก่อนประวัติศาสตร์ที่แหล่งโบราณคดีบ้านพรหมหินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2552.

บชพรรณ คุณะศรี. “การวิเคราะห์รูปแบบภาชนะดินเผาแบบมีสันสมัยทวารวดีที่พบในแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.”  สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2547.

ภาณุพงศ์ พนมวัน. “การวิเคราะห์องค์ประกอบหลักและการวิเคราะห์กลุ่มสำหรับองค์ประกอบทางเคมีของลูกปัดแก้วที่ได้จากการขุดค้นแหล่งโบราณคดีพรหมทินใต้ ลพบุรี.” วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (สถิติประยุกต์) ภาควิชาสถิติ บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2547.

ภูวดี สมบูรณ์. “การศึกษารูปแบบพิธีกรรมการฝังศพที่แหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2547.

ฤต นากชื่น. “การศึกษาเศษปากภาชนะดินเผาจากแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2548.

วีระชาติ พงค์ชนะ. “การศึกษาการตั้งถิ่นฐานของชุมชนโบราณสมัยก่อนประวัติศาสตร์บ้านพรหมทินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2547.

ศิริวรรณ ทองขำ. “การศึกษารูปแบบลูกปัดหินสมัยก่อนประวัติศาสตร์จากแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2552.

อภิรัฐ เจะเหล่า. “การศึกษาภาชนะดินเผาจากแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี โดยวิธีศิลาวรรณนา.” สารนิพนธ์ปริญญาศิลปศาสตรบัณฑิต (โบราณคดี) คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร, 2548.