แหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ ตั้งอยู่ที่วัดพรหมทินใต้ หมู่ที่ 11 ตำบลหลุมข้าว อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี ปี พ.ศ. 2529 กรมศิลปากรได้เข้ามาสำรวจในเขตจังหวัดลพบุรี ซึ่งได้พบเมืองโบราณหลายแห่งรวมไปถึงแหล่งโบราณคดีบ้านพรหมทินใต้ จากการสำรวจครั้งนั้นพบหลักฐานประเภทเศษภาชนะดินเผาตั้งแต่เนื้อธรรมดาจนถึงเนื้อแกร่ง ไม่ค่อยมีการตกแต่งมากนักเพราะว่าน่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นในชุมชน และยังพบเครื่องถ้วยแบบจีนสมัยราชวงศ์เหม็ง ภาชนะรูปแบบไหขอม เครื่องเคลือบจากกลุ่มเตาศรีสัชนาลัย รวมทั้งยังพบภาษาบาลี อักษรปัลลวะ (พุทธศตวรรษที่ 11-12) และอักษรปัลลวะ (พุทธศตวรรษที่ 13)

ต่อมาในปี พ.ศ. 2534 กรมศิลปากรได้ดำเนินการขุดค้นและขุดแต่งภายในวัดพรหมทินใต้ บริเวณด้านข้างพระอุโบสถหลังเก่า โดยได้ทำการบูรณะพระอุโบสถหลังเก่าหลังเก่าในสมัยอยุธยา

ในปี พ.ศ. 2547 ผศ.ดร.ธนิก เลิศชาญฤทธิ์ นำคณะนักศึกษาจากภาควิชาโบราณคดี คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร ได้ทำการขุดค้นบริเวณด้าน ทิศตะวันตกของ พระอุโบสถ หลักฐานที่พบได้แก่โครงกระดูกมนุษย์ สิ่งที่พบร่วมกับโครงกระดูก เช่น ภาชนะดินเผารูปทรงต่างๆ (เกือบทั้งหมดมีการตกแต่งผิวด้วยการขัดมัน) ชั้นดินมีความหนาเฉลี่ยประมาณ 100 เซนติเมตร เป็นชั้นที่วางตัวอยู่ถัดขึ้นมาจากชั้นดินก่อนสมัยประวัติศาสตร์ตอนปลายหลักฐานที่พบ เช่น ภาชนินเผาแบบต่างๆโดยเฉพาะภาชนะแบบมีสัน ลูกปัดแก้ว เบี้ยดินเผา ชิ้นส่วนพวยกา หินดุ ฯลฯ (ราวพุทธศตวรรษที่ 11-13)

พบโครงกระดูกพร้อมภาชนะดินเผารูปทรงต่าง ๆ กำไลสำริด ลูกปัด เครื่องปั้นดินเผา เครื่องมือเหล็ก สมัยก่อนประวัติศาสตร์ตอนปลาย ซึ่งอาจจะรวมถึงยุคสำริดตอนปลาย