以萬桐書為首的調查組沿塔克拉瑪幹大沙漠的北緣到阿克蘇和庫車進行普查。
一路上他們被卡車顛簸得前仰後合，腰酸腿疼，幾乎要嘔吐了。
但他們並沒有被行路的艱難所嚇倒，依然咬緊牙關，以最大的耐心和堅韌堅持到底，終於到達了目的地。
他們在這兩個地方將那些知名的十二木卡姆的演唱家的姓名記錄下來，並與他們進行了交談，對他們的年齡，職業，藝齡，能唱多少部木卡姆，以及他們的師徒關係等都作了比較詳細的記載。
對他們在演唱中所伴奏的樂器的名稱和伴奏的方法等也作了詳盡的記錄，並作了拍照。
通過實際的演唱，了解了他們所唱的木卡姆種類，掌握了他們的共鳴弦調和弦音高的名稱和特點。
特別是庫車的十二木卡姆除了共性之外，它的個性也十分明顯，演唱的歌聲非常悠揚動聽，尤其是麥西萊甫的歌舞更是輕靈美妙，充滿了奇妙鮮活的韻味。
在普查之餘他們遊覽了神秘的大峽穀，感受了大自然的鬼斧神工的玄妙工作，活躍了他們的想象力。
萬桐書通過當地的向導的介紹，知道了大峽穀位於庫車縣城以北的天山南麓，海拔一千六百米，最高處海拔兩千多米，是經受了億萬年的風雨剝蝕與山洪衝刷而形成的奇特景觀，被稱為庫車神秘大峽穀。
幾公裏長的大峽穀的岩石出現紅裏透黑的色彩，在陽光照射到的地方以火紅的豔麗色彩映入遊人的眼簾，十分悅目。
當萬桐書等人在這裏唱起十二木卡姆的歌曲時，那聲音被峽穀傳送到狹窄的藍天之中，形成波浪式的共鳴音，一浪高過一浪似的越傳越遠，直至餘音繚繞而去。
萬桐書從音樂的傳播中感覺到“庫車神秘大峽穀”簡直就像一個天然的巨大音箱，把聲音過濾成透明的主體的水浪，讓人陶醉在玄思妙想中流連忘返。
萬桐書從這裏又體驗到歌聲因景而產生出來的巨大樂趣該是何等的誘人啊！
經過八年的采集，錄音，記譜，整理，調查，和初步的研究與探討，萬桐書深深感受到十二木卡姆是中國維吾爾族寶貴的傳統音樂文化遺產，是中華民族寶貴的音樂文化遺產，也是世界人類珍貴的音樂文化遺產。
生活在喀什地區的音樂大師吐爾地阿訇所演唱的十二木卡姆是一套結構龐大，氣勢宏偉，形式嚴謹，涵容豐富的大型歌舞音樂。
含有古典敘詠歌曲，敘事歌樂套曲，歌舞組曲和間奏樂曲等是融歌、舞、樂、詩歌，曆史與民俗為一體的大型綜合性的歌舞音樂。
這些不同形式與題裁的音樂，按一定的調式係列和旋律發展程序構成“大曲”的曲體結構。
它全套共有十二部，另加終結性的一部，共有是十三部。
具體的部序如下：
一、熱阿克木卡姆；
二、且比亞特木卡姆
三、木夏烏熱木卡姆
四、恰爾尕木卡姆
五、潘吉尕木卡姆
六、烏紮勒木卡姆
七、埃介姆木卡姆
八、烏夏克木卡姆
九、巴雅特木卡姆
十、納瓦木卡姆
十一、西尕木卡姆
十二、依拉克木卡姆
十三、阿赫倩西曼
每一部木卡姆都分三部分：
第一部分稱為瓊乃額曼。即大曲。
第二部分稱為達斯坦。即敘事歌樂套曲。
第三部分稱為麥西萊甫。即歌舞組曲。
每一部分又細分為數首歌段和樂段。
十二木卡姆大部與大部之間，大多數是一種橫向的派生關係。每一部的調式和曲調各異，而曲段和節拍基本相同。
歌舞曲組和阿赫倩西曼中是沒有樂段的。有75首樂曲或樂段。
從始至終演唱一遍長達19個小時。
為了廣泛的宣傳十二木卡姆，讓廣大關愛它的人了解其內容和特點，萬桐書從1958年2月7日至12日不分晝夜地趕寫出論文——《一部優秀的民族古典音樂十二木卡姆》，詳細而又重點地介紹並概述了《十二木卡姆》的流布情況，歌詞的內容及幾個音樂問題等。
對題裁與曲式，調式與調關係，拍節演唱風格和形式以及伴奏的樂器等都作了全麵而深入的說明。
該論文發表在1959年1月號的《音樂研究》上，引起廣泛的影響。
中央和新疆有關的領導看過論文都認為寫的中肯，寫出了十二木卡姆的至關重要的特點，產生了出版十二木卡姆樂譜的急切想法，為早日出版十二木卡姆樂譜作出了安排和計劃。