Из всех исследовавшихся раскопками памятников мезолита Предуралья только два многослойных (с наличием неолитических горизонтов) — Давлеканово и Муллино. На обоих мезолитический слой выделяется стратиграфически. Кроме того, на стоянке Ильмурзино под двумя мезолитическими слоями (Ильмурзино II и III) прослежен и палеолитический слой (Ильмурзино I).
Важнейшими памятниками романовско-ильмурзинской культуры являются эпонимные стоянки — Романовка II и Ильмурзино. Романовка II расположена вблизи г. Уфы, на западном берегу старицы левого берега р. Белой, на мысу 17-метровой надпойменной террасы. Она открыта Г.Н. Матюшиным в 1969 г. и исследовалась им же в 1960–1969 гг. Раскопано 258 кв. м. Культурный слой с микролитическим инвентарем залегал в суглинке буровато-коричневого цвета. Пыльцевой анализ, выполненный В.К. Немковой, показал, что время существования стоянки с мезолитическим материалом совпадает с холодной степью с растительностью перигляциального типа. Учитывая экстрагляциальность области, В.Л. Яхимович считает, что это могло быть только в конце последнего оледенения, т. е. не позже X–IX тысячелетий до н. э.
В составе инвентаря (табл. 86) стоянки нуклеусы одноплощадочные и двухплощадочные подпризматические с круговым скалыванием, одноплощадочные подконические с круговым скалыванием, торцовые одноплощадочные от пластин со скошенными и прямыми площадками, подпризматические и подконические от отщепов с двусторонним скалыванием. Основной заготовкой для орудий служила ножевидная пластина (табл. 86). Скребки изготавливались на пластинах и отщепах, по типам они подразделяются на концевые (в том числе скошенные и с подретушированными боковыми краями), подокруглые и боковые, рабочие лезвия оформлены крутой ретушью. Есть двойные экземпляры. Среди резцов преобладают формы на сломанном конце заготовки (в основном на пластинах). В достаточно большом числе встречены резцы бокового и срединного типов. Изготавливались эти орудия на пластинах, отщепах и осколках. Резцовые сколы у большинства короткие. Встречены двойные, тройные и четверные резцы.
Широко представлены вкладыши из сечений пластин. Как правило, мелкой затупливающей ретушью у них обрабатывался один край пластинки на спинке или на брюшке, но иногда ретушированы и оба края (на спинке или противолежащим образом). Среди острий найдены две пластинки — со скошенным ретушью концом и с двумя сходящимися ретушированными краями. Режущие орудия главным образом представлены ножами на пластинках с частичной ретушью, хотя встречены и ножи с полностью ретушированными краями. Были распространены скобели на пластинках с широкими и неглубокими выемками. Встречены симметричные проколки на пластинах с невыделенным «жальцем». Есть комбинированные орудия: резцы-ножи, резцы-вкладыши, скребки-ножи, скребки-скобели и т. д.
Стоянка Ильмурзино находится на юго-восточной окраине одноименного села Кушнаренковского р-на БАССР. Она также располагалась на второй надпойменной террасе р. Белой. Эта терраса здесь четко выражена и возвышается на 6–8 м над первой надпоймой. Стоянка открыта в 1961 г. и исследовалась Г.Н. Матюшиным в 1961–1969 гг. Раскопано 200 кв. м. Под голоценовой почвой в красно-буром делювиальном суглинке располагались три культурных слоя (горизонты 1–7) с микролитическими находками. Особенно четко выделялись из них два нижних горизонта (6–7). Цвет суглинка, в котором они были заключены, несколько отличался от верхних, более темных слоев. По составу находок горизонты 6–7 также были несколько более архаичными, нежели горизонты 3–5. Общая мощность культурных горизонтов около 2 м. На основании анализа пыльцы из культурного слоя было установлено, что нижние горизонты относились еще к плейстоцену, а верхние — к рубежу плейстоцена и голоцена.
В нижнем мезолитическом (5) горизонте стоянки встречены грубые подконические одноплощадочные нуклеусы от пластин и отщепов, с прямыми неподработанными площадками, с круговым и торцовым скалыванием, а также аморфные нуклеусы от отщепов. Основной заготовкой для орудий служила ножевидная пластина. Скребки концевые, на отщепах, в том числе двойные. Резцы на углу сломанной заготовки, боковые (со смещением лезвия от центральной оси заготовки), поперечные, на пластинах и отщепах. Вкладыши только с частичной подретушевкой края. Острия на отщепах со скошенным ретушью концом. Ножи на отщепах и пластинах. Скобели на отщепах и пластинах с широкими выемками. Хорошо представлены комбинированные орудия: скобели-резцы, ножи-скобели, резцы-ножи, резцы-скребки (табл. 85).
В горизонте 4 нуклеусы призматические от пластин и отщепов с круговым скалыванием и аморфные от отщепов. Скребки концевые, в том числе скошенные, на отщепах и пластинах. Резцы угловые и поперечные на пластинах и отщепах. Характерны острия со сходящимися ретушированными краями на отщепах и пластинах. Встречены скобели на пластинах с узкими и мелкими выемками. Очень разнообразны комбинированные формы: резцы-ножи, резцы-скобели, ножи-скобели. Следует отметить одну уникальную находку: плоскую гальку с нарезным орнаментом в виде параллельных линий. Материалы горизонтов 5 и 4 объединены в один комплекс — Ильмурзино II.
Позднемезолитические горизонты стоянки Ильмурзино III тоже дали инвентарь, в основном изготовленный из ножевидных пластин. Скребки на пластинах и отщепах концевые и концевые скошенные, с относительно крутыми рабочими лезвиями, сформованными крупнофасеточной ретушью. Резцы типа на углу сломанной пластинки, с короткими и узкими резцовыми сколами. Срединные формы резцов встречаются реже. Вкладыши представлены уже несколькими вариантами: с частичной подретушовкой края, с противолежащей разной ретушью краев (на спинке — крутой, а на брюшке — пологой) и интересным вариантом с полукрутой ретушью краев и одного из концов пластины. Новой чертой является появление наконечников стрел на пластинах. Все они, по-видимому, иволистные, но с разным характером обработки. У одного, например, полукрутой ретушью оформлены края черешка на брюшке, тогда как перо только затронуто несколькими фасетками по одному краю. У второго острие подправлено крутой ретушью на спинке по обоим краям и плоской — на брюшке, в то время как на всей остальной поверхности только несколько бессистемных фасеток по одному краю пера на спинке. Третий и четвертый имеют только заострение пера крутой или полукрутой ретушью; обработка черешков неясна, так как они, вероятно, отломаны. Ножи изготавливались на пластинах, имели прямой или выпуклый ретушированный край. Встречены и сверла, и проколки, симметричные, с выделенной или невыделенной ретушью рабочей частью. Комбинированные орудия представлены резцами-ножами.
Инвентарь, аналогичный находкам из Романовки II, был найден и на стоянках Романовка III, Миловка, Сюнь I и II в Бакалинском р-не Башкирии (первая из них датирована по пыльце дриасом III, по С14 — VIII тысячелетием до н. э.), Давлеканово у г. Давлеканово, Старая Мушта и Старо-Каинлыково в Краснокамском р-не, Михайловка в Уфимском р-не, Азопкино в Белорецком р-не, Акбута в Юмагузинском р-не, Козырбаковская пещера на р. Юрюзани, пещера Сабакай III, Токская стоянка в Оренбургской обл. (Моргунова, 1980), Муллино I на окраине г. Октябрьский, датирующаяся по радиокарбону серединой — второй половиной VII тысячелетия до н. э. Состав инвентаря аналогичен горизонту 3 Ильмурзино. Найдена одна трапеция янгельского типа.
Культурное своеобразие описанных материалов несомненно. О.Н. Бадер относил мезолит Южного Приуралья к камской мезолитической культуре (Бадер О.Н., 1966). Однако от камских памятников стоянки романовско-ильмурзинской культуры отличаются высоким развитием микрорезцовой техники, некоторыми формами вкладышей.
От соседа с востока — янгельской культуры — романовско-ильмурзинская культура отличается отсутствием геометрических форм орудий (за исключением одной трапеции в Муллино I). По ряду признаков она обособляется и от культур, лежащих к северо-западу, — усть-камской, бутовской и иеневской.