1930年4月，中国、瑞典学者合组的西北科学考查团至甘肃附近考察，瑞典考古学家弗克·贝格曼（Folke Bergman）在内蒙古额济纳河流域发现一枚木简，考查团遂在60处展开挖掘工作。在挖掘的586个坑中，其中463个坑有汉简，至5月8日为止共掘出11000余枚。同年12月27日至1931年1月25日，贝格曼一行又在破城子甲渠侯官的城堡遗址，发掘出汉简5200多枚。1931年5月下旬，这批汉简运抵北平。抗日战争期间，因躲避战火，因此曾安排运往美国国会图书馆暂存，后运返台湾，现由中央研究院历史语言研究所典藏。因其多为汉代之物，故称居延汉简。

由于汉代时纸张数量有限，居民仍习惯在竹木上写字，多为木简，少数为竹简，居延汉简书体为隶书章草，内容多为修筑边塞、兵制、屯田、置亭燧所遗屯戍文书，也论及市易，如《居延汉简甲乙篇》记有“用马五直二万”，“其平宗马直七千”的记载。居延汉简纪年简最早者是汉武帝太初三年（前102年），最晚者是汉灵帝建宁二年（169年）。居延汉简是王国维所称的二十世纪初中国学术界四大发现（另外三个分别为殷墟甲骨文、敦煌藏经洞文书、故宫明清档案）之一。20世纪50年代运抵台湾，现存中央研究院。

1972年至1976年，中国考古队在居延地区又发掘出土19637枚汉简，其中1973年在肩水金关的关城遗址发掘出《永始三年诏书册》，1974年在甲渠侯官遗址出土了《塞上烽火品约》木简17枚，称为居延新简，现存于甘肃省博物馆。

在居延汉简研究著作方面，首推陈直《居延汉简研究》，天津古籍出版社1986出版。台湾的历史语言研究所专门制作了汉代简牍数位典藏资料库，网址为：http://ndweb.iis.sinica.edu.tw/woodslip_public/System/Main.htm，台湾中央研究院的云端博物馆中亦有居延汉简的数字化档案：http://digiarch.sinica.edu.tw/digitalmuseum/book_index.html。