병풍산(356.6m)에서 뻗어 내린 능선 중에서 북서쪽으로 뻗은 해발 257m의 능선 일대에 분포하는 고분군이다. 고분군이 위치하는 곳은 북쪽의 금동골, 중앙의 안골, 남쪽의 원두골을 형성한 분지형 구릉으로 중부내륙고속도로가 관통하게 되어 1999~2000년에 조사가 되었다. ‘가’구역에서는 삼국시대 돌덧널무덤 41기, 독무덤 4기, 주거지 4기, 수혈유구 12기, ‘나’구역에서는 초기철기시대 주거지 2동, 구덩식 돌덧널무덤 5기, 앞트기식 돌방무덤 11기, 앞트기식 돌덧널무덤 32기, 독무덤 7기 등 176기의 유구가 확인되었다. 유물은 ‘가’구역에서 토기류 및 금속류를 비롯하여 717점, ‘나’구역에서 토기 및 금속류를 포함하여 1,037점이 출토되었다.
돌덧널무덤은 대체로 북서쪽 능선에서 확인되었으며, 입지는 능선을 따라 등고선과 평행하게 축조되었고, 일정한 묘역을 가지고 있었다. 봉분은 다곽식묘는 판축하여 성토한 반면에 단곽식묘는 경사지게 성토하였으며, 돌덧널의 평면형태와 부합되게 타원형으로 만들었다. 봉분의 성토 방법 중 특이한 것은 성토하면서 일정부분에 불을 지펴 소토층을 만들어 단단하게 하거나 봉토 내에 숯과 소토를 혼합하여 성토한 것도 있다. 돌덧널은 주로 장방형으로 하나의 봉토 내에 다수의 돌덧널이 배치된 것이 특징이다.
돌방무덤은 장방형의 앞트기식 돌방무덤으로 최고 위계의 중심묘제로 채택되어 사용되었다. 돌방의 축조는 할석을 횡평적하여 상부로 갈수록 내경하게 하고 그 상단에 개석을 덮은 형태이다. 횡구부는 대체로 동쪽과 북쪽에 위치하며 한 쪽 단벽을 전부 사용한 것, 한 쪽 단벽 상단을 이용한 것, 단벽의 반면을 사용한 것으로 확인되었다. 추가장은 선축된 1차 횡구부를 파괴하고 양장벽을 묘도부 쪽으로 연장하여 2차 돌방을 만든 형태가 다수 확인되었다. 유물은 토기류과 철기류가 가장 많다. 이 가운데 토기류는 신라양식을 따르고 있지만, 현지에서 제작한 재지양식이 주류를 이루고 있으나, 몇 기의 돌덧널무덤에서 의성양식 토기가 출토되어 금성산 고분군의 집단과 교류한 결과로 생각된다.
묘제와 출토된 토기로 볼 때, 고분군은 대략 5세기 중반에서 6세기 전반 사이에 조영된 것으로 판단된다. 병성동고분군은 발굴되지 않은 대형분이 여러 기가 있으며, 고분군이 위치한 동쪽 병풍산에 토석 혼축의 포곡식인 병풍산성이 1,770m의 둘레로 축조되어 있는 것으로 보아 고분군을 축조한 집단은 상주지역에 있었던 사벌국(沙伐國)의 중심세력으로 판단된다.