三星堆遺址是三星堆文化的中心遺址，但該遺址的形成經歷了很長的發展過程。遺存內容並不單純。因此，我們必須首先對該遺址與三星堆文化相關的遺存進行分期研究。三星堆遺址，目前研究者有兩種不同的分期意見:一種是三星堆遺址發掘者對該遺址的分期，他們將該遺址分為四期，第一期為新石器時代晚期的現在已經命名為寶墩村文化(或邊堆山文化)遺存，第二、三、四期為夏商時期的三星堆文化遺存;第二種意見是筆者對三星堆遺址的分析，筆者按照各個時期陶器特徵的變異程度和由此得出的文化發展節奏，將該遺址劃分為三期，其中第一期屬於寶墩村文化，第二期包括了第一種分期意見的的第二、三期，屬於三星堆文化的範疇，第三期的文化內涵發生了比較大的變化，筆者將其歸屬於十二橋文化。
在以上這兩種三星堆遺址的分期意見中，三星堆第一期遺存應當不屬於三星堆文化的範疇，這是毫無疑義的。認識的分歧主要集中在這樣兩個方面，一是三星堆文化的範疇是否應當包括三星堆遺址最晚的包含有大量尖底器的遺存，二是該遺址沒有爭議的典型的三星堆文化遺存應當劃分為幾個發展階段。要消除這兩方面的認識分歧，我們需要對三星堆遺址的主體遺存作比較全面地分析，不過由於材料分布的限制，我們現在討論的三星堆文化分期卻只能集中在陶器方面。從陶器組合的角度來看，三星堆最晚期的遺存(即第一種分期意見的第四期，第二種分期意見的第三期)陶器雖然仍有聳肩小平底盆(缽)、袋足封口益、高柄豆形器等三星堆文化的典型器類，但大量的尖底缽、尖底罐、尖底杯等卻不見於三星堆遺址先前時期的遺存中，而三星堆文化典型器類如袋足兩形器、大圈足盤、小平底盤、瓤形器、圈頂器蓋等已經兒乎不見。即使沿襲自典型三星堆文化的器物，這時期也發生了不少變化，如聳肩小平底盆『「幾乎都已變成小平底缽，另有一些向尖底杯演變」。陶器變化如此之大，如果將三星堆遺址最晚一期遺存歸人三星堆文化的話，三星堆文化的陶器群的基本特徵就不能不作較大的更改。因此，儘管三星堆遺址最晚期的遺存有一些與三星堆文化相同的文化因素，筆者還是堅持將三星堆最晚一期遺存從三星堆文化中脫離出來，就如同我們通常要將包含有許多二里頭文化因素的二裡崗文化與二里頭文化分開一樣。如果把三星堆遺址最早一期和最晚一期遺存去掉，該遺址中間的第二期(或第二、三期)遺存就可以作為典型的三星堆文化的代表。三星堆遺址的該期遺存由於在時間上與非三星堆文化的遺存前後緊密銜接，它的發展過程應當基本上反映了三星堆文化發展演變進程的全過程。在三星堆遺址已公布的材料中，1986年在三星堆Ⅲ區發現的一組地層關係，可以作為三星堆文化本身分期的重要地層依據。該組地層關係是86 Ⅲ⑧A---⑧B--⑧C一⑨一⑩一一，根據這組地層中包含陶器的形態變化，我們可以將三星堆遺址的三星堆文化遺存劃分為3個階段;
第I段:以86Ⅲ⑧八、⑧B層為代表。該段陶器有不少類似聳肩小平底盆、但器體較大較深且帶繩紋的聳肩小平底缸;聳肩小平底盆的肩部聳起程度不大，比較圓和，腹部多較深，肩部往往有繩紋，有的還飾貝紋;袋足封口益與帶簷19形器袋足肥大而無足根，檔下角比較小，其中封口盉的鑑較大，1%形器呈口部外卷和凹腰的形狀;高柄豆形器的上部較淺呈碗形;大圈足盤口沿較寬較平，小平底盤壁薄而內曲;鳥頭柄勺的把首多如鴨頭狀。
第2段:以86Ⅲ⑧C,⑨層為代表。該段的聳肩小平底盆腹部已多不太深，器表一般為素麵，飾貝紋的現象已罕見;袋足封口盉和帶簷A形器的袋足略小而檔下角略大，但袋足形態仍呈尖角狀，足尖無足根，其中封口盉的璽稍小，扁形器沿部外折，腹部僵直;高柄豆形器的上部較深呈杯形;大圈足盤口沿較平較窄，小平底盤僅見少許淺腹厚胎盤;鳥頭把勺的鳥頭已呈鵝頭狀。
第3段:以86Ⅲ⑧、⑩層為代表。該段的聳肩小平底盆體量多數變得較矮，肩部外凸;袋足封口孟和帶簷扁形器袋足變細(袋足呈上下大小相同的管狀)，檔下角變大，足尖有較高的實足根;其中封口益的鑑很小，鬲形器器壁僵直;高柄豆形器上部如尖角狀;大圈足盤已經罕見，小平底盤的腹壁可能已經由內曲變為外曲;鳥頭把勺的鳥頭似鷹頭，且多飾以紋飾。
需要說明的是，在已經公布的三星堆遺址的材料中，還有一些材料顯然比上述第3段的要晚.與典型的三星堆遺址第三期遺存(即十二橋文化)的器物群也有所不同，並且第3段的陶器特徵與十二橋文化典型遺址(十二橋遺址)最早期的陶器還有一定的距離。在三星堆遺址第3段後、十二橋遺址最早期前應當還有一個缺環。這個缺環的材料現在我們掌握得很少，不過稍晚的三星堆一、二號器物坑，以及疊壓在器物坑上的緊靠坑口的地層，它們的陶器儘管已經出現了較多新的文化因素，但還是以三星堆文化因素佔據絕大多數，應當將其歸人三星堆文化的範疇。具體地說，三星堆一號器物坑儘管出土了大量的侈口尖底盞、筒形器座等十二橋文化的典型陶器，但坑上地層中包含的陶器除了少許被推斷為侈口尖底盞口沿(未見尖底器底部)的陶片外，幾乎沒有其他尖底器發現。如一號坑口上地層中的陶器，尖底器僅佔1.94%;二號坑口上地層中的陶器，未見任何尖底器的出土。至於一號器物坑中的數量眾多的尖底器，應當視為特殊用途形成的某種特例與遺址通常文化堆積中的情況區別開來。基於這考慮，我們覺得應當把上述材料作為三星堆遺址三星堆文化的最晚階段來考慮，作為第4段緊接在第3段之後。