當時已任國民黨中央行政秘書長的翁文灝也開始積極協調將“頭蓋骨”運送至紐約自然曆史博物館暫存。1941年1月10日，翁文灝和尹讚勳致信給協和醫學院院長胡頓、新生代研究室名譽主任魏敦瑞：“鑒於美日關係日趨緊張，美國正與中國站在一條戰線共同抗日，我們不得不考慮在北平新生代研究室的科學標本安全問題……我們準備同意將它們用船運往美國，委托某個學術研究機關在中國抗戰期間替我們暫為保管。”
同時，翁文灝還直接寫信給美駐華大使詹森闡明自己希望轉移“頭蓋骨”的意思。但是，根據先前達成的協議，得到洛克菲勒基金會資助的周口店發掘工作，其發掘出的實物必須留在中國，不得出口。美國方麵婉言拒絕。
胡頓在給翁文灝的回信中寫道：“企圖將這批化石轉移出北平是不切實際的想法。將它們運出中國或日本占領區很易遭到被沒收的危險。”考慮到“頭蓋骨”的安全，胡頓和魏敦瑞都認為不要轉移和無法轉移。最好放在保險櫃再將保險櫃放入學校地下室的保險庫。
翁文灝等中方人員的努力仍然沒有停止，他們一再申請，美方官員和科學家一再婉拒，往來周旋數月時間。1941年11月，經翁文灝的一再協調，最後又經蔣介石點頭，重慶國民黨政府才明確表態，允諾“頭蓋骨”出境。在翁文灝的一再懇請和調停下，美國方麵終於同意“頭蓋骨”由領事館安排、由美國人帶出中國，暫存紐約的美國自然曆史博物館。
據檔案資料記載：“頭蓋骨”轉移行動按計劃開始，由美國海軍陸戰隊護衛，乘北平到秦皇島的專列到達秦皇島港，在那裏登船，船名“哈裏遜總統號”，預定12月8日抵達秦皇島。8日上午，列車抵達秦皇島。此時，日本對珍珠港的空襲已經開始。
按照預定方案，5個已經裝好箱的“北京人”頭蓋骨化石連同一些其他“北京人”化石應該是在1941年12月5日早上，由美國海軍陸戰隊負責護送，乘坐專用列車離開北京，沿當時的京山鐵路向位於渤海岸邊的秦皇島進發，準備12月8日在那裏登上一艘由上海往北駛的美國定期航輪———“哈裏遜總統號”。可沒想到，在這個計劃實施過程中，珍珠港事件爆發了。
12月8日，日軍迅速占領了包括協和醫學院在內的美國在北京、天津和秦皇島等地的機構，不僅“哈裏遜總統號”中途“擱淺”，連負責運送“北京人”化石的美國海軍陸戰隊的專用列車也在秦皇島被截。美海軍陸戰隊的列車和軍事人員包括美在秦皇島的霍爾姆斯兵營的人員頃刻成為日軍的俘虜，包括“北京人”在內的物資和行李則成為日軍的戰利品，列車與航輪沒碰上麵，5個“北京人”頭蓋骨也神秘失蹤。
至於說到國寶最後消失的地點，很多人認為是天津，這是因為：第一，當時美國海軍陸戰隊的兵營就設在天津，有說法是當時美軍把裝有“北京人”頭蓋骨的箱子存在兵營地下室內；第二，當時一名負責運送“北京人”頭蓋骨化石的美國軍醫弗利被日軍俘虜前將裝有頭蓋骨化石的箱子交給了一對天津的夫婦。
誰最後一個見到“北京人”頭蓋骨
“北京人”頭蓋骨的突然消失，讓國人為之震驚，而大家最想知道的一個問題就是：誰是這次運送國寶的負責人？在國寶失蹤前，最後一個見到國寶的人是誰？他能否為大家提供國寶去向的線索呢？
在北京市海澱區民族大學南路11號院內的居民樓裏，一位耄耋之年的老人靜靜地坐在沙發上，他常常若有所思地看著遠方，這位老人就是最後一個見到“北京人”頭蓋骨的中國人——古人類學家胡承誌，他最後見到這個化石是在1941年。那麼，當時的他經曆了怎樣的一件事情，他與國寶的失蹤有直接的聯係嗎？
1941年11月一天上午，當時已經返回美國的新生代研究室名譽主任魏敦瑞的女秘書突然通知胡承誌，標本裝箱運走。胡承誌整天與頭蓋骨化石真品“打交道”，並為“北京人”化石製作模型，他對物體的體量似乎有著天生的敏感。
當天下午，胡承誌找到裴文中問怎麼辦，裴文中說立即就裝。第二天，胡承誌便和協和醫學院解剖科技術員吉延卿一起製作了一大一小兩個白色大木箱。大的長48英寸、寬22英寸、高11英寸；略小一點兒的木箱長45英寸，寬和高均為22英寸。
隨後，胡承誌將包括“北京人”頭蓋骨在內的5件“北京人”化石從保險櫃裏一一取出並給每件化石都穿了6層“衣服”：第一層包的是擦顯微鏡用的細棉紙；第二層用的是稍厚的白綿紙；第三層包的是醫用吸水棉；第四層是醫用細棉紗；第五層包的是白色粉蓮紙；第六層用厚厚的白紙和醫用布緊緊裹住。包完之後將化石裝入小盒，並用棉花將小盒填滿。木箱內6麵都墊有彈性很好的黃色瓦棱紙數層。小盒逐一放入木箱後再用木絲填滿。化石全部裝完後，封蓋、加鎖，並在兩個木箱的外麵分別標上“CASE1”和“CASE2”的字樣。
化石裝箱以後，時任協和醫學院院長的王錫熾派人將這兩個送到總務長辦公室的木箱當天就轉送到F樓4號保險室裏，過了一夜又被送走。
但是，讓胡承誌沒想到的是，他和“北京人”頭蓋骨從此訣別。自從胡承誌將兩個裝有“北京人”化石的箱子送到博文辦公室那天起，就再也沒有見過它了。
那麼這些國寶又經曆了怎樣的旅程呢？在這個過程中又發生了一些什麼事情呢？
1941年12月初，包裝在兩個大木箱裏的“北京人”化石被移交給即將離開北平撤回美國的美國海軍陸戰隊，準備一同運往美國的還有周口店山頂洞人的化石。12月5日，該部隊所乘火車離開北平駛往秦皇島，打算在那兒搭乘預計8日到港的美國輪船“哈裏遜總統號”回美國。湊巧的是，12月8日爆發了珍珠港事件，日本軍隊迅速占領了北平、天津等地的相關機構，“北京人”頭蓋骨從此下落不明。
“阿波丸”號上有“北京人”頭蓋骨嗎
從1941年“頭蓋骨”丟失之後到1945年“阿波丸”號沉沒這段時間，“頭蓋骨”究竟在什麼地方呢？從情理分析和根據絕大多數人的判斷，“頭蓋骨”是落在日本人手上了，但是具體在哪個人手上，保存在什麼地方，至今仍然是個謎。
日本一直對“頭蓋骨”有濃厚的興趣。1937年，七七事變後，日本東京大學教授常穀部言人和助教高景東二曾經來到北平，希望能參與“頭蓋骨”的研究工作，但當時並沒有獲得同意。
“頭蓋骨”失蹤後，日本人當時也在北平和天津到處搜索，並宣稱到協和醫學院時，“頭蓋骨”已經不見蹤影，見到的隻是模型。裴文中也被他們抓了起來。到1942年年初的一天，日本人突然停止了搜索行動，把裴文中也放了出來，還聲稱以後要和他合作搞研究。
為什麼日本人一開始大造輿論尋找頭蓋骨，可找了幾個月就不找了，把裴文中也放了？當時隻有一個可能——“頭蓋骨”已經落到了日本人手裏。
在裴文中的一份報告中也提到：“（民國）三十四年（1945年）十一月十四日，中央社東京專電：‘盟軍最高總部稱：前為日軍竊奪並運至東京之“北京人”骨骼現已發現。’（民國）三十五年一月一日，北平英文時事新聞載有路透社電：‘東京帝國大學已將此無價之骨骼標本運赴盟軍總部。’”