정림사지 발굴은 1940년대 잠시 준비됐다가 1970년대 와서야 비로소 발굴조사가 시작됐지만, 백제시대와 그 이후 유물이 뒤섞여 제대로 된 조사가 되지 못했다.
정림사지에 대한 발굴은 1940년대 들어서면서 일제의 부여신궁과 근대 도시 계획사업이 추진되면서 시작되어 중문-탑-금당-강당이 남북일직선상에 배치된 사찰임을 확인하는 성과를 거두었지만, 일본이 패망하면서 발굴에 대한 기록은 유구배치도 정도밖에 없는 실정이었다. 이에 따라 1970년대 말 백제권 개발사업의 일환으로 다시 발굴조사가 시작되어 회랑지에서 소조불이 다수 출토되고 중문지 앞에서 연못이 확인되었다. 하지만 이 당시의 발굴에서는 백제시대와 그 후대의 유구가 뒤죽박죽 섞여져 1차 발굴 결과와 혼란이 일게 되었다. 정림사지의 창건은 금당지의 이층기단, 석탑 기초부의 판축층, 연화문수막새 등이 모두 백제의 것이어서 천도 직후인 6세기 중엽으로 비정하였다.