1956年，浙江省文管会曾在遗址南部进行局部发掘，清理龙窑窑炉一座，并发掘了窑旁的部分瓷片堆积。1985年10月－1986年1月，临安城考古队对窑址进行正式发掘，1988年冬，因建设南宋官窑博物馆又进行了考古发掘。

发掘面积共1400余平方米，共发现窑炉一座，作坊遗址一处，其中作坊遗址包括房基三座、练泥池一个、辘轳坑两个、釉料缸两个、堆料坑一个，素烧炉一座，以及素烧坯堆、排水沟、道路等遗迹。出土瓷片三万余片，窑具数千件。

老虎洞窑遗址南距南宋皇城北城墙不足百米，西南距郊坛下窑遗址约2.5 公里。发现于1996年，同年11月，杭州市文物考古所进行了为期一个月的考古调查，发现两座窑炉和作坊遗址，1998年、1999年，先后进行了两次大规模的考古发掘，实际发掘面积约2300平方米，揭露了该窑址的全部文化层。

2014年9月浙江省人民政府划定该遗址为省级文物保护单位。2006年5月被国务院核定为第六批全国重点文物保护单位。