El gobierno tanzano utiliza hoy el nombre original masái, Oldupai, que aparece en la señalización oficial. El término procede de la planta Sansevieria ehrenbergii, muy común en la zona y capaz de almacenar agua en sus hojas, lo que la convierte en un recurso para elefantes y masáis durante las épocas secas. La confusión con “Olduvai” se originó cuando los primeros exploradores alemanes transcribieron erróneamente el nombre a principios del siglo XX.

Hace millones de años, la Garganta de Olduvai estaba ocupada por un gran lago cuyas orillas quedaron cubiertas por sucesivas capas de cenizas volcánicas. Hace unos 500.000 años, la actividad sísmica alteró la red fluvial, el lago se drenó y comenzó la erosión de los sedimentos. Hoy, las paredes del cañón muestran una secuencia estratigráfica de unos 100 metros de espesor dividida en siete niveles principales, compuestos por depósitos lacustres, aluviales y fluviales intercalados con tobas volcánicas.

Las capas de cenizas y piroclastos permiten realizar dataciones radiométricas mediante los métodos potasio‑argón (⁴⁰K/⁴⁰Ar) y argón‑argón (⁴⁰Ar/³⁹Ar), lo que facilita fechar los restos arqueológicos. La Garganta de Olduvai conserva además las evidencias más antiguas conocidas de caza de elefantes, atribuida a Homo ergaster. En la base de la secuencia se encuentran las ignimbritas de Naabi, datadas en unos 2 millones de años.

El nivel arqueológico más antiguo es la Capa I (Bed I), con unos 50 metros de espesor. Contiene asentamientos con una industria lítica muy primitiva basada en lascas de basalto y cuarzo. Como estas herramientas se identificaron por primera vez aquí, Mary Leakey denominó a esta etapa cultural Olduvayense. En esta capa aparecen restos de Paranthropus boisei y de los primeros ejemplares de Homo habilis. El techo de la unidad está fechado en 1,8 millones de años.

Sobre ella se sitúa la Capa II, de 15 a 20 metros, que refleja la progresiva reducción del lago y una intensa actividad tectónica en torno a 1,6 millones de años. En este nivel comienzan a aparecer bifaces achelenses, que conviven con un Olduvayense más evolucionado. El final de esta capa se sitúa en torno a 1,2 millones de años.

Las Capas III y IV, con un espesor conjunto inferior a 11 metros, corresponden a depósitos aluviales formados cuando el lago ya había desaparecido. En ellas continúan apareciendo herramientas achelenses y olduvayenses evolucionadas, asociadas a Homo ergaster. La datación del techo de la Capa IV no es precisa, pero los datos paleomagnéticos de niveles superiores indican una edad anterior a 1 millón de años.

Posteriormente se formaron las Capas Masek (1 Ma – 400.000 años), marcadas por una fuerte actividad tectónica y volcánica entre 600.000 y 400.000 años; las Capas Ndutu (400.000 – 75.000 años); y las Capas Naisiusiu (22.000 – 15.000 años), que contienen herramientas elaboradas por Homo sapiens.

El primer investigador que recogió fósiles en la Garganta de Olduvai fue el entomólogo Wilhelm Kattwinkel en 1911. Poco después, una expedición dirigida por el geólogo Hans Reck descubrió un esqueleto humano en 1913. Las excavaciones sistemáticas comenzaron en los años 50 bajo la dirección de Louis y Mary Leakey, y continuaron durante décadas gracias al trabajo del profesor Fidelis Masao (Open University of Tanzania) y al apoyo del Earthwatch Institute. También participaron equipos de la Universidad Rutgers.

Desde 2006, un equipo internacional financiado mayoritariamente por instituciones españolas trabaja en la zona, dirigido por los prehistoriadores Manuel Domínguez‑Rodrigo (Universidad Complutense de Madrid) y Enrique Baquedano (Museo Arqueológico Regional de Madrid), ambos codirectores del Instituto de la Evolución en África (IDEA). Muy cerca del yacimiento se encuentra el Museo de la Garganta de Olduvai, que ofrece exposiciones dedicadas a la historia geológica, arqueológica y paleoantropológica del lugar.