今天的两城镇虽然只是一个大村落，但在4000多年前，这里却是一座规模很大的城、一座龙山文化时期的城。根据历年考古调查与发掘，两城遗址方圆1000米，总面积在100万平方米左右，是目前所见龙山文化遗址中面积最大的城市聚落之一。
两城的发现源于王献唐。1930年，时任山东省图书馆馆长的金石学家王献唐回忆起少年时代路经两城的经历，认定两城可能也是一处新石器文化遗址。1934年对两城遗址的第一次考古调查，证实两城遗址属于龙山文化时代。当年英国版的《世界史便览》为此发布消息称：公元前2800年至公元前2000年，中国日照两城是亚洲最大的城市。
此后于1936年对两城遗址进行了正式考古发掘。发掘显示，两城遗址的文化堆积以龙山时代为主，还有少量的周代和汉代的遗存。从1954年开始，山东省和日照市、山东大学等文物考古部门先后对两城遗址进行了数次考古调查，得知两城遗址位于两城镇西北部近海低矮丘陵上，北东两面有一条小河，西南部分则为低洼地，遗址北高南低。整个遗址文化堆积分三部分，中心高地部分文化堆积最集中，面积约25万平方米，东西两侧20万平方米地带，文化堆积较薄，南部因散布着很多打制石器的材料，可能是工具制造场所。1995年以来，山东大学和美国耶鲁大学、威斯康星大学、加州大学、洛杉矶大学联合对两城遗址进行了区域系统调查和多次考古发掘，除发现两城遗址是当地最大的原始遗址，是周边30平方公里内的中心遗址外，还发现了龙山文化时代的城墙。这一发现，再次以科学的方法确认了两城遗址的身份和重要性：两城原来就是一座城，一座龙山文化城。两城类型文化是龙山文化中黑陶最发达的文化。（图：玉锛的局部刻有“八”字型如旋涡状的纹样）
虽然关于两城城址的调查发掘没有完全展开，城内的布局及居住状况也没有详细的资料，但根据两城附近一些龙山文化城址的考古发掘可以了解，当时的城池平面近方形，四角呈弧状，城外有壕沟。城内房屋有了统一规划，房屋的方向和排列有一定的布局，房屋的形状多为方形，其建筑形式已经摆脱了半地穴式而向地面以上发展，即在地面上先筑一个台基后再围墙盖房，并比较普遍地使用了石灰涂抹墙壁。房屋内一般都有灶坑，用以炊煮和冬季取暖。
龙山时代的两城人把居住的聚落和城址选择在近海的低矮丘陵上，而且房屋普遍采用地面以上再筑台基的做法，首要因素是防潮防湿，其次也可能与防止海水侵蚀有关。环境考古证明，距今4300年左右，东南沿海地区曾经发生过一次由南而北的大海侵，海平面比现在高出1—4米，如此大的海平面上升，应该对地处沿海的两城原始居民有重大影响，所以，选择近海高地且将房屋地基抬高，是为了更好地适应环境。
近海虽然有风险，但从两城遗址距海只有6公里的地理位置看，龙山时代的两城人对于大海还是比较留恋和倚重的，个中原因应该与海洋资源有关，近海一带可食用的海洋生物太丰富了。所以，从原始人们在两城这样一个弹丸之地定居了600多年的考古现象可知，这里是最适合远古人类生存和发展的好地方。