馆和原宁夏地质局区域地质队调查队组成联合发掘队，再一次对水洞沟遗址进行了系统发掘，这次范围依旧位于1号地点内。前四次的揭露范围共计100余平方米。在第四次发掘后，水洞沟遗址的绝对年代被确定为距今4万年至1.5万年之间。1988年，水洞沟遗址被列为全国重点文物保护单位。2002年4月至5月和2003年4月，考古人员在对水洞沟遗址进行考古调查时，发现了近20处遗迹。2003年至2005年，以及2007年的每年9月间，宁夏文物考古研究所和中国科学院古嵴椎动物与古人类研究所联合对水洞沟遗址进行水洞沟第五次正式考