重建殷墟文化分期对于邹衡先生来说，有利的是考古学理论方法在殷墟文化分期研究中成功的运用使他摸索到一条正确的治学之路，从而增添了信心和勇气，不利却来自殷墟铜器和甲骨构成通往成功道路上两道难于逾越的险阻：
    综观中国学术史，对于铜器的研究至迟在汉代就已经开始了，经北宋金石学达到高峰，至清代可谓是人才济济，硕果累累。至近现代更有像郭沫若、唐兰、容庚、陈梦家等在铜器研究方面有着丰厚学术造诣的著名专家学者。邹衡先生非常清楚，研究铜器需要借鉴前人的成果和得到有关专家的指引，因此他就从学习前人学术成果开始了这一艰难的探索旅程。然而在他读了许多学者有关铜器的著作之后逐渐发现以往研治铜器者最大的建树在于金文材料十分丰富的两周时期，而对于铭文相对简略或者根本没有铭文的商代铜器多数学者却讳莫如深，不发一言。甚至于很有名的学者却得出“商代铜器不能分期”的结论并以此作为忠告，告诫邹衡先生在此不要枉费心计浪费时间。由此看来对于商代青铜器研究可资借鉴的前人成果非常有限，有关专家的导引却与愿违，似乎到了山重水复的地步。面对如此境地，邹衡先生非但没有却步，反而信心倍增。因为在学林漫步中他感悟到之所以两周青铜器研究领域聚英如林，而商代铜器却鲜有涉足者的原因在于前辈们研究方法存有缺陷。所谓研究方法上的缺陷就是指这些学者习惯并擅长于运用传统的金石学方法进行考证，这种方法在金文丰富的两周时期铜器研究中卓见成效，一旦失去可资类比的标准器和缺少赖以考证的铭文（夏、商代前期铜器尤其突出）则显的英雄无用武之地。这反而为后学留下施展才华的大片学术空白。这又是一条前人没有走过的学术道路，唯一可以依靠的只有考古学的方法：在已知商文化编年的基础上将殷墟青铜器群置于以郑州铜器群为头，以西周早期铜器群为尾的格局中进行排序，从类型学上抓住饕餮纹尾部造型特征和底纹粗细变化规律结合所在地层（墓葬）关系区分出相对时代早晚关系，同时尽可能的印证于共存陶器编年位置，终于排出商代铜器早晚演变规律。将所得规律与遗址、墓葬、陶器阶段性特征分别对照，基本没有矛盾现象出现。至此，在对殷墟文化分期有了全面把握的基础上，根据殷墟文化阶段性特征把殷墟文化区分四期7组（邹衡《试论殷墟文化分期》，《北京大学学报》1964年4期）：
    殷墟文化第一期（含第1组）约相当于甲骨第一期以前，或属盘庚、小辛、小乙时代。
    殷墟文化第二期（含第2、3组）约相当于甲骨第一、二期，即武丁、祖庚、祖甲时代。
    殷墟文化第三期（含第4、5组）约相当于甲骨第三、四期，即廪辛、康丁、武乙、文丁时代。
    殷墟文化第四期（含第6、7组）约相当于甲骨第五期，即帝乙、帝辛时代。
    董作宾先生的甲骨分期成果长期以来基本上得到学术界认可，将殷墟文化分期成果与董作宾先生的甲骨分期相对照，发现与董氏归于第四期中的如子组、午组卜辞相抵牾。关于这部分卜辞所定时代早在20世纪30年代就有日本学者贝冢茂树提出质疑（贝冢茂树、伊藤道治《甲骨文研究的再检讨--以董氏的文武丁时代之卜辞为中心》，《东方学报》（东京）第二十三号1933年），也引起了中国学者的关注和讨论，但终因未脱出仅仅局限于就甲骨文本身特征分期断代的方法而难以公论。邹衡先生不是专治甲骨者，但为了从科学意义上把这一疑问弄个水落石出，毅然运用考古学方法把殷墟出土的数万片甲骨逐一归入原生地层单位并与其他共存文化内涵进行综合考察，结果发现这几组原定四期的卜辞多出自殷墟文化二期地层，如果把这几组卜辞调至殷墟文化二期则疑窦顿消，这样一个关系到甲骨学分期与年代排序的重大学术问题终以考古地层学为依据得到了圆满解决（1973年安阳小屯南地出土甲骨再次证明了这一点），校正了董作宾先生的甲骨分期研究中存在的问题，这是邹衡先生始料未及的重要收获。
    三、追踪系联与贯通--商文化编年体系完备
    继60年代殷墟文化编年建立以后，以此为基础进一步推动了对郑州商文化的研究和认识的深入。为了追踪郑州商文化的源头，邹衡先生的研究视野已经超越商积年，进入夏积年。与二里头文化比较研究的结果之一是在郑州商文化编年中又甄别出以南关外中、下层为代表的先商文化遗存。将这一学术新认识参照学术界有关郑州、新乡、安阳、邯郸、磁县、邢台、藁城等地商文化的发现和分期研究成果，邹衡先生于80年代初进一步把整个商文化（包括先商文化）划分为三期七段14组：
    商文化第一期（即先商文化，含一段、Ⅰ－Ⅱ组）属商族立国以前先公时期，绝对年代在夏积年内。
    商文化第二期（即早商文化，含二－四级、Ⅲ－Ⅷ组）属成汤灭夏至盘庚迁殷、小辛、小乙时期。
    商文化第三期（即晚商文化，含五－七段、Ⅸ－k1l701.jpg组）属武丁至武庚时期。
    至此邹衡先生凭借考古学理论与方法，用了近30年的时间创建出一支史无前例的商文化编年体系（邹衡《试论夏文化》，《夏商周考古学论文集》文物出版社1980年）。