1998年7—8月间，中山大学人类学系、广东省文物考古研究所、英德市文化局、博物馆等单位组成考古发掘队，对牛栏洞遗址进行第二次发掘，布探方T5—T11，发掘面积31平方米，获得了更多的考古资料，同时发现有人的下颌骨、臼齿、腓骨、上臂骨等重要材料。参加发掘工作的有中山大学人类学系张镇洪（领队）、韦贵耀、1996级考古专业学生实习队；广东省文物考古研究所邱立诚；英德市文化局区坚刚；英德市博物馆刘建文、陈国胜、高小青；云岭镇文化站张大军等。两次发掘出土文化遗物共计1000多件41种，其中绝大多数是经人类打制加工的石制品，部分为骨、牙、角、蚌制品和陶器。

牛栏洞遗址的发掘得英德市政府、云岭镇政府的高度重视和支持；国家文物局、英德市政府先后为此项目拨给专款，使遗址的发掘、保护，资料的整理、编写以及出版得以顺利进行。

发掘的11个探方，其中T1、T3、T5、T7、T9、T10共6个探方位于东洞的西半段；T2、T6、T8位北洞的偏北段；T4位于南支洞的现洞口西侧；T11位于东洞口的外侧。发掘情况表明，东洞中部偏西长约5米的范围内，文化堆积很薄，文化遗物也较少；自T9起向西延至西面洞壁（即T1西壁），文化堆积越来越厚，出土文化遗物很多。北洞因有落水洞，洞底较深，属于史前时期的文化堆积很薄，而属于历史时期的南朝至现代堆积则很厚，有少量史前时期的文化遗物被扰动的历史时期的堆积。

狭长的英德牛栏洞深10多米，洞中堆积物厚达3米多，发掘出文物1000多件。在洞中发现的水稻硅质体，是迄今为止岭南地区最早的水稻遗存。由此可判断，早在一万年前广东就有水稻了。洞中发现的陶片说明，广东的陶器制作始于八九千年前。此外，发现了一些喜冷动物的骨骼，如大熊猫、水獭、云豹等，还有喜冷植物的孢粉。而这些动植物，不少在广东现已灭绝。这说明，8000多年前，广东气温偏低。

英德牛栏洞遗址经考古专家证明这是一处古人类长期活动、居住的遗址。经碳十四断代，该遗址的年代约距今1.2万年至8千余年，考古年代为旧石器时代晚期至新石器时代早期(即中石器时期)。第二、三期文化堆积层发现的水稻硅质体是迄今岭南地区所见年代最早的水稻遗存，这一重大发现，首次将岭南地区稻作遗存的年代前推至距今1.2万年前。对本地区水稻起源的研究以及推动相关的农业经济发展的探索，具有极其重要的意义。

牛栏洞遗址发掘过程中采用了水浮选法与筛选法，发现极少量非籼非粳类型水稻硅质体，与各类植物孢粉、硅质体，未见籽实。似乎表明牛栏洞人对植物果实与茎叶的采食与栽培均无兴趣。或者说，占比重甚微。他们完全或绝大部分靠肉食生存。因为非籼非粳类型的水稻硅质体并不能肯定它是栽培稻或野生稻，必须出土了兼有野、籼、粳综合特征的古栽培稻实物，才能确认已有了稻作农业的萌芽。非籼非粳类型水稻硅质体在牛栏洞中出现，数量又极少，很可能是牛栏洞人无意带入的遗物，并非有意栽培并长期食用的遗存。牛栏洞中无朴树籽遗存，就可以证实牛栏洞人当时并不食用植物果实和茎叶。这一点与玉蟾岩人有本质上的区别。

牛栏洞第三期石器相当于玉蟾岩时代的石器。牛栏洞已出现磨制石器，玉蟾岩却尚未出现。磨制石器为石斧与主要磨刃切割器，主要用于砍伐与切割，即砍伐树木或兽骨、切割兽肉之类，表明牛栏洞第三期居民的狩猎生活占的比重相当大。或者说，狩猎生活占主导地位，这才会精心加工石斧与切割器。而玉蟾岩没有磨制石器，也没有石斧与细小石器，狩猎生活并未占主导地位。相反，它拥有锄形石器，可用于播种栽培，证实农耕文化已在这里萌芽。

玉蟾岩堆积厚1.2～1.8米，牛栏洞堆积厚3.14米，表明玉蟾岩内人类生息的时间短，牛栏洞内人类生息的时间长。玉蟾岩遗址基本上与牛栏洞同时而偏早。两者距离较近，时代大体相同，稻作农业活动却又相异。