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1947年考入北京大学法律系，1949年转入史学系，1952年毕业于北京大学史学系，毕业后考入考古专业攻读副博士研究生，1955年获得北京大学副博士学位。研究生毕业后分配到兰州大学，1956年调回北大历史系任助教、讲师、副教授、教授、考古系 [[ 新石器时代]]--商周教研室主任，先后当选为考古学和先秦史学会理事、商文化学副会长。1986年起为北京大学考古文博学院考古学专业博士生导师。担任中国考古学会常务理事、中国殷商文化研究会副会长等。

从事商周考古、新石器时代考古研究，对商周考古工作有开拓之功。他最早提出并论证了河南二里头遗址1至4期均为夏文化，首次对殷墟进行了文化分期，发现了西周燕国与晋国的都城遗址，指导和参与过西周晋侯墓地等重要遗址的考古发掘。研究论文、著作或成果：《夏商周考古学论文集》，文物出版社，1980年；《论早期晋都》，《文物》，1994年1期；《论早商都城》，《中国商文化国际学术讲座会文集》，科学出版社 1995；另有《商周考古》、《夏商周考古学论文集》、《天马———曲村1980-1989》《文物与考古论文集》、《晋、豫、鄂三省考古调查简报》、《偃师商城即太甲桐宫说》、《西亳与桐宫考辨》、《论菏泽（曹州）地区的岳石文化》等，并参与编写了由 [[ 白寿彝 ]] 主编《中国通史》的编写。

二十世纪七十年代末，北大考古系教授邹衡带领学生来到山西做文物调查，试图找到晋国的始封地——唐。他一直相信班固的说法，所以便首先来到太原。邹先生是个非常认真的学者，他一件一件的把玩每一件出土文物，结果发现最早的也已是春秋时期的，这时他又听说山西考古队在发掘所谓的“ [[ 叔虞 ]] 墓”，便兴冲冲跑去看，却发现那不过是唐宋以后建的伪墓。这件事给邹先生的刺激很大，他想看来 [[ 班固 ]] 的说法确实有问题，于是他又来到 [[ 顾炎武 ]] 提及的汾河南面，但也一无所获。