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.
정림사지 발굴은 1940년대 잠시 준비됐다가 1970년대 와서야 비로소 발굴조사가 시작됐지만, 백제시대와 그 이후 유물이 뒤섞여 제대로 된 조사가 되지 못했다.