Pilkapyne yra apie 200 pilkapių (1928 m. P. Tarasenka nurodė pilkapyne buvus 300 pilkapių). Pilkapiai arti vienas kito – 2–7 m atstumu. Jų sampilai nuo 5–13 m skersmens ir iki 1,6 m aukščio, suploto pusrutulio formos. Pilkapių sampilai apjuosti grioviais ir duobėmis. Dalis pilkapių žalojami miško keliukų ir kvartalinės linijos, kai kurių pilkapių sampiluose yra senų duobių, iškastų lobių ieškotojų. Išraiškingi pilkapiai nuo seno domino vietos inteligentiją. Duomenys liudija, kad pirmieji Atmainų, Darsūniškio pilkapyno I megėjiški kasinėjimai buvo vykdyti dar tarpukariu. Žinoma, kad Darsūniškio pradinės mokyklos mokytojas J. Požerskis 1920 m. Valstybės archeologijos komisijai buvo pateikęs prašymą kasinėti Darsūniškio pilkapius. Jis nurodė, kad pilkapyne tuo metu buvo apie 300 pilkapių; jų aukštis – 1–1,6 m, skersmuo – 5–6 m, kai kurie jų apkasti grioviais. Taip pat nurodoma, kad 1933 m. urėdas Povilas Malvicas kartu su Taparausku kasinėjo vieną didžiausių pilkapių, iškasdami X formos 3 m gylio ir 1 m pločio tranšėją. Daugiau kaip 2 m gylyje jie aptiko 5 cm storio juodžemio sluoksnį. Šis sluoksnis tęsėsi ir giliau, tačiau pradėjus griūti tranšėjai, darbai buvo nutraukti.

Tuo tarpu profesionalūs tyrimai pilkapyne pradėti XX a. II pusėje. 1957 m. pilkapyną tyrinėjo o. Kuncienė. Jos vadovaujama ekspedicija ištyrė 3 pilkapius, kurių viename buvo rastas degintinis žmogaus kapas, antrame – žirgo griaučiai su geležiniais žąslais, trečias pilkapis buvo tuščias.

Tyrimų metu buvo rastas retai pasitaikantis bendras degintinio žmogaus ir griautinis žirgo kapas. Žmogaus kapas buvo be įkapių, žirgo griaučiai – su geležiniais žąslais tarp dantų ir geležiniu pjautuvu. Taip pat ištirti 4 degintiniai, greičiausiai žirgų, kapai su būdingomis įkapėmis (žąslais, pjautuvais) arba be jų ir 5 simboliniai žirgų kapai – be žirgo palaikų palaidoti žąslai bei pjautuvai. 6 iš ištirtųjų pilkapių buvo tušti. Tai būdingi Rytų Lietuvai žirgų kapai, kai pilkapiai su žirgų kapais sudaro atskirus pilkapynus ar jų dalis. Pilkapynas datuojamas I tūkstantmečio II puse - II tūkstantmečio pradžia.