Mary Boyle var sex år när hon försvann den 18 mars 1977 när hon besökte sina morföräldrar på Cashelard.
Grävningen föranleddes av danska synska Yan Sterns, anställd av lantsångaren Margo O'Donnell - Daniels syster - en nära vän till Marias mor, Ann.
Gardai har bekräftat att de hjälpte familjen i sökandet i närheten av Ballyshannon.
Material som tagits från marken ska undersökas.
Mary Boyle är officiellt Republiken Irlands längsta saknade person.
Mediet besökte en avlägsen bergssluttning nära Ballyshannon på fredag och pekade på var utgrävningen skulle äga rum.
Det var hans tredje besök i området.
Gardai övervakade utgrävningen. De sa att det skulle handla om all information som lämnades.
Mary Boyle försvann för 34 år sedan men detta är fortfarande en "live-utredning", sade en talesman för den irländska polisen.
En färsk utgrävning för att hitta resterna av en ung flicka som försvann för nästan 34 år sedan har ägt rum i Donegal.