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根据现有记录，最早发现的弥生时代资料是铜铎。《扶桑略记》中记载天智天皇七年（668年），在近江建造崇福寺的过程中，出土了一口高五尺五寸的铜铎。此后，在元明天皇和铜六年（713年）、嵯峨天皇弘仁十二年（821年）也陆续出土类似的铜铎，在当时被认为是阿育王的宝铎。到了江户时代，随着天明四年（1784年）在筑前国志贺岛村发现“汉委奴国王”金印，近世的日本学者如青柳种信、藤贞干等开始对这些出土资料进行详细记录并作了初步研究。但真正用近代考古学和历史学方法对弥生时代开展研究，则要等到明治维新后日本建立近代国家并积极从欧美吸收最新的科学方法。
明治十七年（1884年）东京大学的坪井正五郎、白井光太郎、有坂鉊藏3人在东京市本乡区向之丘弥生町（现在的东京都文京区弥生町）贝冢遗址踏查时，发现了不同于绳文土器的红陶壶形土器。莳田根据该型土器的发现地，将其命名为“弥生式土器”，从而开启了用近代考古学方法对日本弥生时代的研究。日本学界最早正式使用弥生式土器（也称“弥生土器”）这一名称的学者正是莳田鎗次郎。莳田利用考古学的器型分析方法，指出了新发现的弥生土器与此前已知的绳文土器及古坟时代土器的差异。
但直到1904年3月组建弥生土器研究会为止，关于新发现的这种土器的命名仍存在争议。进入大正时代，滨田耕作通过在单一遗址上不同层位的发掘工作，对此前鸟居龙臧提出的绳文式土器=阿伊努民族、弥生式土器=大和民族的观点提出批评。滨田通过分析相同土层中石器、铜器与土器的伴生关系，提出弥生式土器的时代已经是金石并用的时代。
到了大正末期，山内清男等学者对伴随弥生式土器出土的碳化米以及土器上残留的谷粒压痕进行的综合研究
，让学界普遍认识到稻作农耕和青铜器的使用是弥生时代的重要文化特征。进入昭和前期（1926—1945年），学界对弥生时代的研究从出土资料本身拓展至弥生人的活动，开始探究当时的社会状况。在小林行雄和森本六尔等学者的主持下，从1936年开始对奈良县唐古·键遗址进行发掘。该遗址的面积达1.2万平米以上，出土了大量木制农具、石器以及碳化米等考古资料，从而为复原弥生时代的水稻农耕集落的社会生活状态提供了较为充分的证据。例如，遗址中出土的磨制石刀被认为是收获水稻的农具，而且很大可能是从东亚大陆传入。此外，1934年从福冈县的立岩烧正遗址中还发现了制作石刀的遗迹，有学者认为这反映了弥生时代已经产生了专门从事农具生产的人群，出现了一定程度的农业社会分工。
战前秉持历史唯物主义思想的学者一般认为，弥生时代可以被认为是传统氏族社会逐渐崩溃，而以农业生产为基础的经济形态逐渐建立的过渡阶段。概言之，日本学界虽然早在19世纪末即认识到弥生土器的存在，但对于弥生时代特质的认知，或者说明确认识到绳文时代、弥生时代与古坟时代的差异性特质是1930年代的事。不过，自1937年7月卢沟桥事变爆发、日本发动全面侵华战争后，特别是1938年颁布《国家总动员法》之后，日本社会各个领域都被纳入战时体制。在历史学领域，皇国史观成为唯一正统思想，试图用其他理论或范式解释日本原始古代社会都会受到严厉的批判。因此在“二战”结束前的数年中，相关的历史学者和考古学者只能重新回归到对个别出土器物的实证研究，难以对整个时代全貌进行综合性的理论探讨。