美作国分寺跡は、岡山県東北部、吉井川近くの台地上に所在する古代寺院である。遺跡地には現国分寺があり、伝承や周辺の礎石、古瓦の散布状況から、この地に国分寺跡が存在することが想定されていた。こうした状況を受け、昭和５１年度から５４年度にかけて、美作国分寺跡の内容確認と保存を目的に津山市教育委員会が発掘調査を行った。その結果、南から南門、中門、金堂、講堂が一直線に並び、中門と金堂を回廊で連結し、その東南に塔が位置するという、典型的な国分寺式の伽藍配置をとることが明らかとなった。また、講堂北方には別の礎石建物があること、寺域はほぼ２町四方であることも判明した。その後、平成１２年度には塔跡の確認調査を行っている。
　金堂は寺域のほぼ中心に位置し、基壇は東西３７．３ｍ、南北２２．４ｍに復元される。礎石は遺存していなかったが、抜取穴を１箇所で確認した。基壇周囲には幅１．３ｍの玉石敷きの犬走りがあり、その外周に幅７５cm、深さ１５cmの玉石組の雨落溝が巡る。講堂は東西２９．７ｍ、南北１９ｍの基壇で、外装には磚を立て並べる。西辺で、落とし込まれた礎石を１個検出している。中門は桁行５間、梁行２間と推定され、玉石積みの基壇外装が認められるが、これは改修時のものと思われる。
　回廊は基壇幅が８．３ｍと復元でき、玉石積みの基壇外装をもつ。礎石痕跡は確認できなかったが、基壇幅から複廊であったと考えられる。回廊全体の規模は、心心で南北５７．７ｍ、東西９０．４ｍとなる。塔は、基壇規模が一辺１８．４ｍと推定される。礎石に関わる施設は削平されていたが、基壇周囲に幅１．８ｍから２ｍの玉石敷きの犬走りがあり、その外周に幅０．８ｍの玉石組の雨落溝が巡る。南門は棟通りに礎石抜取穴を３間分検出し、桁行５間、梁行２間と推定される。東側で、基壇幅４ｍの築地が取り付くことを確認した。講堂の北約５０ｍにある礎石建物は、南北規模８．６ｍの基壇の一部を検出したのみで、東西規模は不明である。１箇所で礎石据付痕跡を検出し、梁行３間の東西棟建物が建っていたと想定される。位置的に見て、僧坊とも考えられる。これらの年代は出土遺物から、天平１３年（７４１）の国分寺建立詔からほどなく造営され、平安時代末には衰退したものと考えられる。
　出土遺物には土器、瓦磚類、八稜鏡、石帯などがあり、特に創建期の軒瓦の文様が平城宮東区朝堂院上層の礎石建物所用瓦と酷似することが注目される。
　美作国分寺跡は主要な伽藍配置が判明し、特に金堂、塔周辺の石敷がよく残るなど、遺構の残存状況は良好である。出土した瓦からは、中央政府との強い関係が想定され、国分寺造営の実態をよく示すとともに、古代美作国の政治情勢を示す上でも貴重である。よって、史跡に指定し保護を図ろうとするものである。