古代甲骨上的刻痕被确认为是商代文字，是20世纪中国考古的三大发现之一。可是它的发现过程，却是十分偶然而又富于戏剧色彩的。
在甲骨文还未确认以前，河南省安阳市小屯村的农民在耕作时就不断地在农田里挖刨出古代甲骨。据说把甲骨当做药材到中药铺去卖的第一个人是一位叫李成的剃头匠。一次他害上一身脓疮，没钱去求医购药，就把这些甲骨碾成粉末敷到脓疮上，想不到流出的脓水被骨粉给吸干了，而且他发现骨粉还有止血的功效。从此，他就把它们收集起来说成是龙骨，卖到了中药铺。
公元1899年也是清末光绪25年秋，在北京清朝廷任国子监祭酒的王懿荣得了疟疾，派人到宣武门外菜市口的达仁堂中药店买回一剂中药，王懿荣无意中看到其中的“龙骨”的药上面刻着一些符号。龙骨是古代脊椎动物的骨骼，在这种几十万年前的骨头上怎么会有刻画的符号呢？这不禁引起了他的好奇。
对古代金石文字素有研究的王懿荣便仔细端详起来，觉得这不是一般的刻痕，很像古代文字，但其形状又非大篆也非小篆。为了找到更多的龙骨作深入研究，他派人赶到达仁堂，以每片二两银子的高价，把药店所有刻有符号的龙骨全部买下，后来又通过古董商范维卿等人进行收购，累计共收集了1500多片。
他对这批龙骨进行仔细研究分析后认为，它们并非什么“龙”骨，而是几千年前的龟甲和兽骨。他从甲骨上的刻痕逐渐辨识出雨、日、月、山、水等字，后又在这些甲骨上找出商代几位国王的名字。他由此肯定这是刻在兽骨上的古代文字。
从此，这些刻有古代文字的甲骨在社会各界引起了轰动，文人学士和古董商人竞相搜求。而著书立说方面，首先对甲骨文做出确认的王懿荣还没来得及作深入研究并著书立说，八国联军便逼近北京城，他被任命为京师团练大臣。
1900年7月，侵略军兵临城下，慈禧太后带领皇室人员仓皇出逃，王懿荣彻底失望了。他对家人说：“吾义不可苟生！”随即写了一首绝命词毅然服毒坠井而死，年方56岁。后来，人们称这位最先发现甲骨文的王懿荣为“甲骨文之父”，以纪念他发现甲骨文的功绩。
王懿荣殉难后，他所收藏的甲骨，大部分转归好友刘鹗的手中。刘鹗又进一步收集，他收藏的甲骨增至5000多片，并在1903年拓印《铁云藏龟》一书，将甲骨文资料第一次公开出版。不久，学者孙诒让根据《铁云藏龟》的资料，又写出了甲骨文研究的第一部专著《契文举例》。
甲骨文被发现之后，引起学术界的轰动。古董商人为了垄断财源，对于甲骨的来源秘而不宣，以后又谎称出自河南汤阴、卫辉等地。
直到1908年，学者罗振玉才首先访知甲骨出土于河南安阳县的小屯村一带。于是，他派遣自己的亲属去安阳求购，又亲自前往安阳进行实地考察。先后共搜集到近二万片甲骨，于1913年精选出2000多片编成《殷墟书契》（前编）出版，随后又编印了《殷墟书契菁华》（续编），为甲骨文的研究奠定了基础。
继罗振玉之后，许多著名的学者，如王国维、郭沫若、董作宾、唐兰、陈梦家、容庚、于省吾、胡厚宣等都进行了卓有成效的考释和研究，形成了一门专门的学问――甲骨学。
经过许多专家学者考证研究，所谓“龙骨”其实是商代占卜用的工具。人们在占卜之前，先把龟甲和牛肩胛骨锯整齐，然后在甲骨的背面钻出圆形的深窝和浅槽，占卜时，先把要问的事情向鬼神祷告述说清楚，接着用燃烧着的木枝，对深窝或槽侧烧灼，烧灼到一定程度，在甲骨的相应部位便显示出裂纹来。
于是，占卜者根据裂纹的长短、粗细、曲直、隐显，来判断事情的吉凶、成败。占卜后，便用刀子把占卜的内容和结果刻在卜兆的旁边，这就是卜辞。刻有卜辞的甲骨被当做档案资料妥善收藏在窖穴中，遂得以流传于后世。
甲骨文发现的故事，后来被人们称为“一片甲骨惊世界”的奇迹，在中国和世界考古史上写下了带有传奇性的篇章。