Бюст Нефертити был найден в руинах города Ахетатона, построенного фараоном Эхнатоном и ставшего его столицей. Нефертити была женой Эхнатона. Город был быстро построен, но вскоре после смерти фараона заброшен, потому многое в нем хорошо сохранилось. Его раскопками в 1911 году занялись немецкие археологи по инициативе научного атташе Германии в Египте Людвига Борхарда, ранее уже проводившего раскопками и участвовавшего в составлении каталога экспонатов Египетского музея, и при поддержке промышленника Джеймса Симона. Довольно быстро появились и первые находки. Одной из самых многообещающих стали руины мастерской придворного скульптора Тутмоса. На этом участке археологи нашли несколько гипсовых скульптур и приступили к раскопкам.

Бюст Нефертити был найден 6 декабря 1912 года среди других, незаконченных скульптурных портретов и бюстов Эхнатона. В своем дневнике Борхард записал: «Неожиданно в наших руках оказалась самая "живая" египетская скульптура. Ее невозможно описать словами. Это нужно видеть». Как скажут позже в одном из обзоров, «показывающая женщину с длинной шеей, изящно изогнутыми бровями, высокими скулами, тонким носом и загадочной улыбкой на красных губах, скульптура Нефертити представляется одним самых прекрасных портретов античности».

По правилам того времени, археологические находки делились поровну между Египтом и страной, организовавшей раскопки. Выбор предоставлялся египетской стороне. Сложно сказать, насколько честно играли немцы, но скульптура досталась им. Она была перевезена в Германию в 1913 году, находилась сначала у предпринимателя и второго казначея Германского восточного общества Джеймса Симона, потом в Берлинском музее. Публика увидела ее лишь в 1924 году. Почти сразу после этого прозвучали требования вернуть уникальную скульптуру в Египет. Переговоры заходили в тупик и возобновлялись, но бюст так и не был возвращен. Из-за этого скульптуру считают одним из величайших «украденных» исторических артефактов вместе с египетскими фресками Лувра и мраморами Элджина, хранящимися в Британском музее.

Бюст Нефертити отличается великолепным состоянием: пострадали лишь уши и отсутствует вкладка левого глаза. Сохранились даже краски: цвет кожи, синий «парик» и узоры на ленте. Бюст высотой 48 см и массой около 20 кг изготовлен из известняка, покрытого слоями стукко — штукатурного гипса. Лицо почти не повреждено и полностью симметрично. Вкладыш правого глаза сделан из кварца и покрыт черной краской. Время изготовления скульптуры оценивается по-разному, среднее значение — примерно 1340 год до н.э.

В начале 1920-х годов Людвиг Борхард, организатор раскопок, поручил провести химический анализ красок и выяснил, что, например, цвет кожи — это растертый в порошок известковый шпат, окрашенный сангиной (оксидом железа), а черный цвет — уголь с воском в качестве связывающего компонента.

Скульптуру изучали различными способами: помимо химических исследований, применялись рентгеноструктурный и радиоуглеродный анализ и компьютерная томография. Они позволили уточнить возраст бюста и показали, что на известняковой основе Нефертити выглядит старше: слои стукко скрывают морщины и делают очертания лица более правильными.

Несмотря на многолетние исследования, сомнения в подлинности артефакта высказываются и сейчас. Подавляющее большинство исследователей отвергает их, хотя не раз бывало так, что научное сообщество ошибалось.

В жизни Нефертити также довольно загадок. Возможно, она не была египтянкой (и даже не знатной), возможно, страдала от болезни глаз (не зря же одного нет и у скульптуры), а может, впала в немилость, и скульптор просто прекратил работу над портретом.