2009年9月始，因西安至商州高速公路的建设，陕西省考古研究院对线路内涉及的遗址及古墓葬进行了一系列发掘工作，其中包括一座大型汉墓，该墓葬位于陕西蓝田华胥镇支家沟村西北约500米处，地处灞河东北之二级台地之上，北为骊山山脉，南与白鹿原隔灞河相望。
支家沟汉墓为长斜坡墓道竖穴土圹墓，平面略呈“甲”字形，方向160度；全墓由墓垣、封土、墓道、前室、封门、后室等几部分组成，总计出土文物900余件组，发掘工作始于2009年9月，结束于2010年7月，历时11个月。
经钻探和发掘表明：支家沟汉墓原存有墓园，东西宽约110米，北墓垣距现存封土约30米，贵州文玩，南面被预制桥梁占压，墓垣遗存分布不详；
封土为覆斗形，残存边长24～29米，经钻探可知原封土南北长44米，东西宽40米，现高约10米。封土系逐层夯筑垒积而成，夯筑方法分为平夯和圆夯两种，大部分平夯，局部圆夯，在解剖封土过程中，中部偏南发现一处祭祀坑K1，K1平面略呈长方形，南北长5.4米，东西宽1.04米，深0.24米，出土物包含有少量动物骨骼、木炭、红色漆皮、铜饰件以及封泥1枚。
墓室开口处暴露出较多遗迹，包括夯墙1处，车辙多处（从分布情况来看应为双轮车车辙），在墓室东西两壁约略互相对应的位置上各发现3处柱洞遗迹，均由一横一立两个一组的圆木组成，柱洞长度2.8～3.5米、直径0.1～0.15米，立木直径0.1～0.2米。这些柱洞同时在墓室北壁也有4处，将这些柱洞作为一个系统来看，推测应为当时筑墓取土使用的设施遗存。
墓道为长斜坡式，总长33米，口大底小，文玩，南窄北宽，两壁规整，宽3.9～10米，深6.2米。墓道内填夯土，质地坚密，墓道东西两壁共分布有6处壁龛，除1处空置外，其余均有数量不等的随葬品出土。以陶器和车马器为主，陶器可见锺、罐、双鱼罐、猪、马、牛、羊等。
墓室可分为前后室，前室上部分为木椁室，平面略呈正方形，南北长8米、东西宽6.7米、深1.4米，东西两边各有一夯土二层台，二层台均宽1.4米。清理出一具马骨，车马器小件，包括铜盖弓帽、铜当颅、铜马衔镳、铜衡末饰、铜衔环铺首、动物骨骼及红色漆皮等。
木椁室之下为夯土，系逐层平夯而成，高2.7米，夯土下，东、西两壁各有3个壁龛出土物包括陶俑、陶猪、陶马、陶羊、铜带钩、陶方仓、陶茧形壶、陶方壶、陶牛、铁釜等，陶器多以红、白、蓝等色绘描卷云纹等。
后室系大开挖修建，平面略呈长方形，壁面规整，收分较大，上口南北长18、东西宽20米，底部南北长12.22米、东西宽15米，深11米。东壁有生土二层台，台高6.4米、宽0.7米；北壁上半部分有四个竖向柱洞，墓室填土为灰色花土，经过逐层粗夯而成，土质坚硬。在极个别的土块上可见有席纹痕迹，后室底部低于前室50厘米，四周均有高50厘米的夯土台（边厢），夯土台上及墓底均堆积一层厚度约15-25厘米的木炭，清理完木炭后，在墓室中部有东西向6排柱洞，每排9个，共54个柱洞，柱洞深1～9厘米不等，在边缘一排的柱洞底部垫有一块方砖，中间的柱洞底部垫有一块方砖和一块条砖，至纯天珠，从发掘情况来看，应该是先铺砖，后平铺一层厚度约5厘米的夯土，之上再铺一层木炭，每块方砖长26厘米、宽25厘米、厚8厘米，条砖长28厘米、宽14厘米、厚6厘米。后室内随葬有陶俑、陶罐、封泥、五铢铜钱、青玉残片、铜饰、骨饰等。
支家沟汉墓系一座西汉时期高等级贵族墓，其形制大，级别高，结合出土的数百件制作精美的着衣式陶俑和“内者令印”封泥来分析，墓主身份较为特殊，应结合相关文献做进一步研究。墓葬以多达12处壁龛放置随葬品，而未使用丛葬坑，构成了该墓葬较鲜明的特点，为汉代大型墓葬葬制演变研究提供了新的重要的资料。