激動人心的挖掘持續幾天。赫定對每一間屋子都做了仔細的挖掘，他挖出很多寶貝：一米多高的佛祖雕像，刻著佛祖盤坐姿勢的水平壁飾，雕琢極富藝術色彩的佛祖立像，蓮花與其他種類的花朵的飾品，以及一些不完整的半身雕像等，這些雕塑都是木頭的，保存得很好。
挖掘到最後，隻剩下一間被太陽烤幹的泥巴屋，裏麵有3道馬槽，估計是當時的馬廄。在這間屋子裏，赫定挖出了最寶貴的東西，他們在一個馬槽裏發現了一張紙，上麵寫有若幹漢字；扒開馬槽下的沙土，用手指把沙子和塵土過濾掉，結果一張又一張類似的紙片接連出土，總共有36張，每一張上麵都寫滿文字；另外赫定找到121根小木棍，棍子上鐫滿篆刻的銘文。
後來赫定回歐洲後發布了他的發現，引起了世界的震動，其成就被視為20世紀最偉大的考古發現之一，他發現的城池也被稱為樓蘭古城。赫定找到的紙張、文字有極高的價值。其中一些紙頁是史書《戰國策》的部分內容，另一些紙張講述的是行政、商業、軍事等事項。木簡上的文字包括書信、報告和兵部、戶部、驛站等衙門所寫的告示與收據等，信息含量相當豐富。這些文字性文物折射出當年樓蘭的社會秩序與權力結構，反映了其生產生活的多方麵狀況。斯文?赫定在樓蘭發現了許多重要文物，最重要的當屬那些魏晉木簡殘紙。他當時不一定知道，魏晉書法真跡流傳至今者寥寥無幾，隻有屈指可數的幾件，且為曆代收藏家視為珍寶，密不示人；而斯文?赫定在樓蘭城一次發掘所獲就達150餘件。
東方的龐貝城
在斯文?赫定發現樓蘭古城後，許多國家的探險隊隨之而來，各國探險隊在樓蘭古城及羅布泊地區發掘出的文物數量之豐富、價值之大，震驚了全世界。其中比較著名的有1905年美國的亨廷頓探險隊；1906年英國的斯坦因探險隊；1908--1909年日本的大穀光瑞超探險隊；1910--1911日本的大穀光瑞、枯瑞超第二次探險隊。這些探險隊在樓蘭古城及羅布泊地區發掘出的文物其價值之大震驚世界，其數量之豐富難以數計。除新石器時代的石斧、木器、陶器、銅器、玻璃製品、古錢幣等等，文物品種極其繁多。其中以晉代手抄《戰國策》和漢錦最為珍貴。這份手抄字紙，僅僅比蔡倫105年發明紙晚一二百年，比歐洲人最古的字紙要早六七百年。發掘出的漢錦，色彩絢麗，相當精致。有的繡有“韓仁繡文丸（紈）者子孫無極（即子孫滿堂）”。有的繡“延年益壽”、“昌樂光明”或“延年益壽宜子孫”。製作年代在1--2世紀。另一重大發掘收獲是發現了當年任西晉西域長史的李柏給焉耆王的信件，即所謂“李柏文書”，並根據李柏文書而發現了“海頭”故城。探險家們為研究後期樓蘭帶走了大量古文物，撰寫發表了一係列研究羅布泊古樓蘭的專著，交口讚譽說樓蘭是一個埋藏在“沙漠中的寶地”，是曆史遺落下來的“博物館”，“東方的龐貝城”。
我國科學家到樓蘭考察，開始於1927年。當年隨中瑞（典）西北科學考察團來樓蘭的著名考古學家黃文弼和地理學家陳宗器，曾先後數次到達羅布泊北岸考察，發掘遺址，出土了70多枚寫有明確的西漢紀年的漢文木簡，發掘了漢代烽燧遺址，還出土了相當數量的銅器、鐵器、漆器、木器和骨、石、陶器，以及絲、麻織品殘片。黃文弼就他在羅布泊地區的考古工作，發表了專著《羅布泊爾考古記》，樓蘭地區的古代文明在中國學者的手中揭開了新的一頁。黃文弼是我國解放前唯一到過羅布泊地區進行考察工作的中國考古學家。