En el año 1978 se comienza a eliminar sedimento de Trinchera Dolina y a cartografiarlo.
En 1981 comienza la excavación.
En 1985 se había alcanzado ya el primer nivel rico en industria lítica, llamado TD-11, donde aparecieron decenas de piezas.
En 1986 una crisis de financiación redujo el personal y el tiempo de excavación al mínimo.
En 1987 las excavaciones en los niveles superiores de Dolina (TD11 y TD-10) permitieron establecer la hipótesis de que estaban relacionados con los niveles de Galería. El aprovisionamiento de piedras era local y se fabricaban las herramientas en este yacimiento. El conjunto de herramientas encontradas en Dolina era Premusteriense (Modo 3).
En 1990 se decidió saltar al pasado en la Dolina, casi medio millón de años: en un retazo lateral donde los canteros se dejaron un pequeño testigo de las capas TD-4 y TD-5. Eran pocos metros, pero repletos de fósiles. Había huesos de caballos, rinocerontes, un resto de elefante, hienas, bisontes... toda una fauna perteneciente al Pleistoceno Inferior. La mayor parte de los restos estaban en buen estado de conservación, en algunos casos casi intactos.
La hipótesis de que los primeros europeos habían emigrado al continente hace medio millón de años se rechaza gracias al hallazgo de cuatro piezas de industria lítica en TD-4 durante la excavación de 1991, que suponía presencia humana en Burgos cerca de los 780.000 años de edad en los que estaba datado el nivel. Se decidió practicar un sondeo que permitiese llegar a la base de Dolina en poco tiempo.
El nuevo equipo se formó en 1993 y empezó a trabajar en una superficie de apenas tres metros por dos. Los progresos fueron rápidos. Al final de la excavación en 1993 se había alcanzado ya el nivel TD-8, que resultó ser rico en fauna. De su interior salieron magníficos ejemplares de carnívoros. La mayor parte de este material fue extraído en 1994; en junio de este año el equipo estaba en TD-7, una capa de areniscas depositadas por corrientes de agua, en el que apareció una pata de bóvido en posición anatómica. El 6 de julio la excavación alcanzó el nivel TD-6, en el que se descubrieron numerosos fósiles humanos: un puñado de dientes superiores e inferiores, un gran fragmento de cráneo, un fragmento de mandíbula con dos dientes y un molar (la muela del juicio) sin salir, todos restos pertenecientes al mismo individuo, el Homínido 1, un niño que tenía una edad de alrededor de 14 años. Aparecieron también restos del Homínido 2, un niño de alrededor de 10 años. Pero había más: entre los 36 fragmentos humanos recuperados había, al menos, seis individuos, de los que se conservaban fragmentos de cara, huesos de manos y pies, vértebras... junto a ellos se encontraron piezas de industria lítica, lo que hace suponer que fueron víctimas de un banquete caníbal.
El hecho de haber encontrado en este nivel dientes de la rata de agua 'Mimomys savini' aseguraba que el estrato TD-6 tenía al menos 600.000 años, y una nueva datación paleomagnética aseguraba que se había depositado durante una fase en la que la polaridad de la Tierra estaba invertida, y la última vez que pasó eso fue hace 780.000 años.
Gracias a los fósiles encontrados en TD-6 en 1997 se públicó el hallazgo de una especie humana nueva: 'Homo antecessor', especie que por entonces pasaba a ser la más antigua de Europa.
