在罗布淖尔北岸发现了石器时代遗址，发掘汉代烽燧遗址，又在塔里木盆地周围地区进行调查。他在1957年至1958年年的考察，足迹遍及南北疆的哈密、伊犁、焉耆、库车及阿克苏、喀什、巴楚、和田等地区。黄文弼在考古学上的主要贡献是：根据实地考察所得，论证了楼兰、龟兹、于阗、焉耆等古国及许多古城的地理位置和历史演变；判明了麹氏高昌的纪年顺序和茔域分布；提出了古代塔里木盆地南北两河的变迁问题；更为探讨新疆地区不同时期的历史文化积累了相当丰富的资料。