为了探明虚实，斐文中孤身一人进入到了山洞里，意外的发现在洞中有许多的动物化石，经过一天的发掘，震惊世界的考古发现，终于出现了。

当时天色已经黑了，但是挑灯坚持挖掘的斐文中，发现了一个猿人的头盖骨，当时这头盖骨的一半还在土里，经过小心细致的挖掘，第一个北京人头盖骨终于完全出土了。

当时裴文中亲自坐着汽车，用他自己的两床被子和褥子、毡子，包着这稀世珍宝护送到城里。

1936年的时候，贾兰坡又先后在猿人洞发现3个“北京猿人”头盖骨化石，前后一共共出土头盖骨6具、头骨碎片12件、下颔骨15件、牙齿157枚及断裂的股骨、腥骨等，分属40多个男女老幼个体。

北京人遗址及化石的发现，是世界古人类学研究史上的大事，迄今为止，还没有哪一个古人类遗址像周口店北京人遗址这样拥有如此众多的古人类、古文化、古动物化石和其它资料。

北京人化石就此成为世界科学界众所瞩目的稀世瑰宝，虽然不是最早的人类，但作为从猿到人的中间环节的代表，被称为“古人类全部历史中最有意义最动人的发现”，因此，“北京人头盖骨”的珍贵可想而知。

但是，也正由于这样，它也成为一些投机商和帝国主义者所觊觎的对象，裴文中等发掘出来的五个北京人头盖骨和一批化石，在抗日战争期间竟然奇怪地“失踪”了。

1941年的时候，日美关系日趋紧张，在当时被日军占领的北平，日军开始占领中立国美国驻北平的一些机构。

存放和保管北京人头盖骨化石的北平协和医院虽属美国财产，但当时也难以幸免。在这种情况下，新生代研究室决定为北京人化石找一个更为安全的存放地点。

由于在合作挖掘化石时中美签的合同规定，在周口店发掘的所有化石都是中国财产，禁止运送出境。所以当时美国公使馆的人拒绝接收。

后经国民政府协调，远在重庆的美国驻华大使同意并授权，驻北平的美国公使馆才接收这批珍贵的古人类化石，并准备将其安全运往美国保存。

1941年12月5日凌晨，一列美海军陆战队专列驶出北平，按计划列车到秦皇岛后，化石运到“哈利逊总统”号轮船，然后运往美国。

只是很不幸的是，就在海军陆战队准备启程回美国的时候，日本人偷袭了珍珠港，太平洋战争也由此爆发，日军迅速占领了美国在华的机构，美海军陆战队在秦皇岛的兵营也被日军侵占，北京人头盖骨不见了踪迹。

这件事情成为震惊世界的失窃案，半个多世纪以来，人们继续寻找着。

在1998年，北京人之父贾兰坡曾经联合其他十余名院士发起“世纪末的大寻找”，但最后却没有发现任何有价值的线索，至今仍无结果