בעת עבודות פיתוח מצפון לקיבוץ פלמחים, התגלה בפברואר 2005 בית קברות מן התקופה הכלכוליתית. נחשפו כחמישים מבני קבורה בעלי מתארים שונים: עגול, סגלגל ומלבני. הם נבנו באבן כורכר מקומית וסודרו בשורות על שטח מרוצף אבני כורכר קטנות. עם זאת, לא כל המבנים הם בני אותו זמן.
 
המבנים נשתמרו בצורה נדירה וחלקם מקורה בכיפת אבן (corbelling) ששרדה. לרובם יש פתח מלבני חתום בלוח אבן. הפתחים פונים צפונה, ככל הנראה בהתאם לטופוגרפיה. ברוב המבנים נחשפו מצבות – אחד עד ארבע, בצורות ובגדלים שונים - בתוך גומחות הפונות לכיוון מזרח. סימני שריפה בקרבת המצבות מרמזים על פולחן כלשהו. נמצאה גם מצבה בודדת עומדת בשטח.
 
על רצפות אבן של המבנים נמצאו באתרן גלוסקמאות עשויות אבן כורכר. צורתן דמוית ביצה ודופנותיהן ופאותיהן מעוגלות קמעה. במספר מקרים נמצאו הגלוסקמאות חתומות בלוח אבן תואם, אך הממצא האוסטיאולוגי בתוכן היה דל ביותר. במבנים נתגלו גם קנקנים שככל הנראה אף הם שמשו לקבורה. גלוסקמאות נוספות נמצאו מפוזרות בין הקברים. שיטות קבורה אחרות שנתגלו באתר הן קבורה בגלוסקמת חרס, בקנקני חרס או בתאים קטנים שנחצבו בכורכר. הממצא הקיראמי היה דל ובמצב השתמרות גרוע מאוד. הוא כלל בעיקר קנקנים (לקבורה) ובזיכים. נמצאו גם כלי צור ותליון.
משיקולים סטראטיגרפים, ניתן לקבוע שבית הקברות היה פעיל במשך מספר דורות, עד שננטש וכוסה בחולות הדיונה.
 
עד כה היה ידוע כי הקבורה בתקופה הכלכוליתית במישור החוף ובשפלה התאפיינה בגלוסקמאות, עשויות לרוב חרס, בתוך מערות (כגון באזור, בחדרה ובפקיעין שבגליל). גם באזור פלמחים נמצא בעבר בית קברות של מערות חצובות בכורכר. לעומת אלה, באזורי הספר וצפון הנגב ידועים מבני קבורה בנויים אבן (למשל בשקמים, בנחל סכר, בעבר הירדן המזרחי; השוו מבני הנאוומיס בסיני).
 
בנוסף למצב השתמרותו הנדיר, ייחודו של בית הקברות בפלמחים הוא איפוא בהיותו הראשון במישור החוף שבו מתגלים מבני אבן שבתוכם גלוסקמאות כורכר. מציאותם באזור פלמחים, בסמיכות זה לזה, של שני בתי קברות שונים - האחד של מבנים והשני של מערות - מעוררת שאלות לגבי תפקודם ולגבי מנהגי הקבורה של התקופה.
יש לציין כי חלק מבית הקברות שנתגלה עתה נשמר באתרו ולא נחפר, וחלקו הועתק ויועבר לאתר חלופי בקרבת מקום.