1929年12月2日，是古人類學研究的重要時刻，北京人頭蓋骨被發掘出來！北京人頭蓋骨的發現，為從猿到人的學說提供了有力的證據。1936年，在研究人員的努力下，又傳來令人振奮的消息，這壹年發現了三個成年猿人的頭骨化石。
1937年本是遺址發掘的黃金時期。然而盧溝橋事變之後，在周口店的挖掘工作被迫中斷，但研究人員還可在設在北平協和醫院的新生代研究室對化石進行整理研究。
到1941年，日美關系日趨緊張。在當時被日軍占領的北平，日軍開始占領中立國美國駐北平的壹些機構。存放和保管北京人頭蓋骨化石的北平協和醫院雖屬美國財產，但看來也難以幸免。在這種情況下，新生代研究室決定為北京人化石找壹個更為安全的存放地點。
當時有三種處理方案。第壹，把化石運往抗戰的後方重慶，但在戰爭環境下，長途運送安全難以保證；第二，在北平就地掩埋，但在淪陷區安全同樣無法保證；第三，運往美國保存。從當時的情況看，第三種處理方案是最好的選擇。
據古人類學家胡承誌回憶，由於在合作挖掘化石時中美簽的合同規定，在周口店發掘的所有化石都是中國財產，禁止運送出境。所以當時美國公使館的人拒絕接收。後經國民政府協調，遠在重慶的美國駐華大使同意並授權，駐北平的美國公使館才接收這批珍貴的古人類化石，並準備將其安全運往美國保存。
運走前，胡承誌對化石進行了精心包裹。他感嘆，大概我是最後壹個見到北京人化石的中國人，以後沒有中國人看見或知道它的下落了。
B 美軍隊秘密押運
1941年12月5日淩晨，壹列美海軍陸戰隊專列駛出北平，據說車上裝有北京人頭蓋骨化石。按計劃列車到秦皇島後，化石運到“哈利遜總統”號輪船，然後運往美國。
此次托運的負責人是即將離華赴美的海軍陸戰隊退伍軍醫弗利，兩箱化石就是被混裝在他的27箱行李中被送上火車的。
弗利說：這件事在當時相當秘密。在秦皇島，弗利的助手戴維斯負責接收這批特殊的行李。戴維斯說：我去取了那些行李，有27箱，我把它們都放在了我的房間裏。
弗利等待著第二天坐“哈裏遜總統”號回國。然而第二天，也就是1941年12月8日，日本偷襲珍珠港，美國對日宣戰，太平洋戰爭爆發了。日軍迅速占領了美國在華的機構，美海軍陸戰隊在秦皇島的兵營也被日軍侵占，弗利和戴維斯成了俘虜。在天津的戰俘營中，弗利他們陸續收到從秦皇島兵營運送來的行李，但北京人頭蓋骨已不見蹤跡。
C 日軍的反常行為
化石是否落入日軍手中？事隔半年，日本東京大學教授常谷部和助教高景東二突然在英文版的北平新聞上聲稱，保存在協和醫院的北京人頭蓋骨被竊。日本人似乎傳達出這樣的信息：日軍並沒有在秦皇島發現頭骨化石。
很快，壹場追尋北京人頭蓋骨的行動緊鑼密鼓地開始了。值得註意的是日本人對追尋工作格外賣力，幾乎所有參與發掘工作的人員都受到審查。
古人類學家裴文中在獄中被關了48天，他的孩子回憶了那段經歷：那是1944年5月初的壹個早晨……壹些日本人穿著軍裝，帶著槍沖到我爸爸媽媽住的北屋，過了十多分鐘，日本人推著我父親出去了。在日本憲兵隊，追問我父親“北京人”的下落，我父母都說：“不知道”。壹說不知道，日本人就動手打，最厲害的時候還灌辣椒水，壹直把我父親灌暈過去。最可惡的是，據我父親講，就是臨出來那壹天，又來審問，說裴文中要槍斃妳了，妳還有什麽話可說的，這兒給妳留下了紙和筆，妳寫遺書吧。我父親開始寫起來，結果日本人哈哈大笑說，裴文中今天放妳回家了。
古人類學家周國興回憶說：當時曾經傳出壹個消息，這些東西已在天津找到了……之後，就莫名其妙地把很多被拘留的人都放了……如果說日本憲兵隊沒得手的話，怎麽那麽輕易地放人？
1945年8月，日本宣布無條件投降。不久日本發布的公告聲稱，已將劫掠到東京的壹批古人類化石連同劫掠的發掘工具壹起，移交給了盟軍當局，以便歸還中國。然而中國政府從盟軍總部接收到的日本歸還物品清單中，卻沒有北京人化石。盟軍總部也應中國政府之邀，動用駐日盟軍參與廣泛搜尋，結果壹無所獲。
D 再次發掘周口店
1949年9月，周口店的發掘者們在找尋不到化石的情況下，又把目光投向了周口店，希望會有新的發現彌補丟失的遺憾。而此時的周口店龍骨山已是長草沒膝，荊棘叢生，到處是日軍暴行留下的累累傷痕，當年的辦公房屋蕩然無存，滿山的樹木也被砍伐殆盡。
發掘周口店的計劃很快批了下來。9月27日，中斷了12年的發掘工作重新開始。古人類學家賈蘭坡和技工們先把1937年回填的土重新挖掘出來，在挖土過程中，他們獲得了三顆牙齒，這是當時惟壹在中國人手中的北京人化石真實標本。
此後，又陸續進行了幾次發掘，獲得了兩顆北京人牙齒和其他動物化石。值得提到的是，1966年由古人類學家裴文中主持的發掘中，發現了壹塊額骨和壹塊枕骨，它們顯然是屬於同壹個頭骨。新發現的頭骨碎片與1931年、1936年的第五號頭骨的兩塊顳骨，拼合成壹塊比較完整的頭蓋骨。顯然，它們屬於同壹個個體，這是目前僅存的北京猿人頭蓋骨的標本。