1996年5月，中國科學院地球物理研究所電震探測組，對埋藏區域進行了兩次高密度電法、麵波、多道淺層地震法的探測，並很快得出了結論，經過協商，最終與北京日壇公園管理處達成了1996年6月3日上午正式發掘的協議。
但是，一直挖到2米多深時，專家們仍未發現有任何埋藏物，更未見有動土現象。根據這一情況，專家們經過商議，再往下挖一段，結果都是細黃砂岩。隨後，再次擴大挖掘範圍，仍未發現有埋藏物，現場專家由此判斷，當時物探異常應是地表下大量灰白色鈣質結核層引起的，所以決定停止發掘尋找。
3，化石裝在沉船“阿波丸”號上！
曆史學者李樹喜認為化石很有可能在‘阿波丸’號上。據悉，美國總統尼克鬆當年訪華時，曾將美方認為的化石下落作為絕密禮物送給了中國政府，稱化石可能在日本沉船“阿波丸”號上。
“阿波丸”號建造於20世紀40年代，是一艘日本遠洋油輪。1945年3月28日，已被日本軍隊征用的“阿波丸”，在新加坡裝載了從東南亞一帶撤退的大批日本軍官和要人駛向日本。4月1日午夜時分，該船行至中國福建省牛山島以東海域，被正在該海域巡航的美軍潛水艦襲擊，3分鍾後迅速沉沒。
令李樹喜堅信“北京人頭蓋骨”就在這艘沉船上的直接理由，是一份美國交給中國方麵的資料。1977年，中國曾對“阿波丸”沉船進行過一次初步打撈，但由於當時潛水技術的限製，隻發現了3000噸錫錠和一些其他東西，並未找到“北京人頭蓋骨”。但是，打撈人員卻找到了偽滿洲國政要鄭禹的家藏小官印和圓硯，由此推斷，該船印證了攜帶大量中國北方寶物的猜測，也成為“阿波丸”可能裝載“北京人頭蓋骨”的有力旁證。
4，化石在“哈裏遜總統”號上！
有學者認為，“北京人頭蓋骨”化石應該丟失在從北平到秦皇島的運送船隻“哈裏遜總統”號上，而“哈裏遜總統”號由於受到日艦追逐，半途被擊沉。
1941年12月5日，帶著“北京人頭蓋骨”化石的美國海軍陸戰隊，乘坐專用列車前往秦皇島，準備在那裏把化石送上一艘由上海開來的美國定期航輪——“哈裏遜總統”號。當時，這艘船預定在12月8日到達秦皇島碼頭。
但陳淳教授堅定地表示這艘船根本沒到秦皇島。“哈裏遜總統”號一直沒有駛到目的地秦皇島港去接應美國海軍陸戰隊，它從菲律賓首都馬尼拉開航以後，一直被一艘日本軍艦追逐，最後，擱淺在上海以東長江口附近，隨後被日軍擊沉。
5，化石在“裏斯本丸”號上！
浙江舟山傳出消息，稱“北京人頭蓋骨”化石可能在“裏斯本丸”號沉船上。
據有關資料記載，1942年10月2日淩晨，裝載著700多名日軍官兵，以及1800多名英國被俘人員和財物的“裏斯本丸”號運輸船，途經舟山附近海域時被魚雷擊沉，船上所載大量文物和奇珍異寶隨之葬身海底。後來，附近漁民救起英軍官兵384人，而據獲救的英國戰俘回憶，船上載有大批被日軍掠奪的黃金財寶和文物，還可能有“北京人頭蓋骨”化石。
6，化石在天津美兵營！
上世紀80年代，美國人類學家夏皮羅在《北京人》一書中說，一位原海軍陸戰隊軍人曾告訴他，化石曾輾轉到了駐天津的美國海軍陸戰隊兵營。
1971年10月21日，據護送北京猿人化石出國轉移任務的執行人、美國醫生費利說，裝有北京猿人化石的箱子放在天津的美國海軍陸戰隊兵營大院裏的6號樓地下室木板層下麵。
據悉，舊時兵營已是幾經易主，現屬天津衛生學校，6號樓在1976年大地震中震塌，後夷為平地改作了操場，在修大樓時連地基都挖開了，結果什麼也沒有。但有一點可以確認，化石確實運到了該兵營。
7，化石在原美駐北平領事館！
據稱，古人類學家周國興教授後來得到一條重要線索，化石可能就在原美駐北平（北京）領事館裏。由於周國興教授出國訪問，此說暫未得到證實。
賈蘭坡考證過，化石後來運到了天津的美海軍陸戰隊兵營，並從那裏運到秦皇島，但半路該部隊被日軍俘虜，化石從此不知下落。由此看來，化石還在美領事館的說法也不可信。