1929年，龙骨山的发掘工作由北京大学地质系毕业才两年的裴文中主持。这位年轻人虽然不是古人类学的专家，但他已在实践中掌握了丰富的古生物化石的知识，知道越是古老的化石，越是在地层下面。
    发掘工作是分春、秋两季进行的。在春季的发掘中，发现了一个破残的猿人头盖骨。秋季的发掘工作开始后，一直没有挖出完整的头盖骨。眼看秋天快过去了，可挖的面积越来越小，裴文中非常着急。
    11月底，降下了小雪，天气非常寒冷，已到了停工的日子。工人们在挖掘中，忽然发现下面有一个小洞，洞口只能容一人出入，并且一部分被沙土填满。清除沙土后，裴文中决定亲自和一名工人下去。因为不知深浅，便用一根粗绳系在腰里，上边许多人拉着绳子，一点点放下去。
    这个小洞深约4米。在小洞附近，有一个发黑的圆东西。但裴文中被拉出洞时，没注意到这东西。
    第二天，开始对这个小洞进行挖掘。洞的直径不大，只容得下两个人工作。里面漆黑一团，又没有悬挂汽灯的地方，只好每人一手拿蜡烛，一手拿工具挖掘。挖掘出来的化石和松土，由站在洞沿的工人一筐一筐地拽上去。
    12月4日下午，由技工刘义山等两人当班挖掘。刘义山技术熟练，能识别很多兽类化石。4点钟左右，他发现了那个发黑的圆东西，觉得既不像是鹿也不像是虎的头盖骨，便立即喊叫裴文中下来看看。
    裴文中马上下洞，仔细辨认了一会那东西，突然兴奋地叫道：“是人的头盖骨!”说罢，拿起工具亲自挖掘起来。
    那头盖骨一半埋在松土里，一半埋在硬土里。松土很快就清除了，头盖骨的模样也更明显地暴露出来。
    这时，洞沿上已拥满了人，谁都为能在龙骨山发现珍一品而感到高兴。在人们的嘈杂声中，裴文中费尽力气清除硬土。天色已经开始昏暗下来，他怕细心地清除到晚上也挖不出来，便决定用撬棍把它撬出来。
    在撬棍的作用下，头盖骨终于与硬土分离。为了尽快地把这个完整的头盖骨送到北平(现在的北京)去研究，裴文中立即对它进行了处理。他怕头盖骨没有干，在路途受到损坏，便先用炭火烤了两夜，接着，在骨的表面用水糊上多层绵纸，外面再糊上石膏，然后运到北平，交给当时专门研究北京人化石的人类学家。
    经过许多专家、教授们的研究、论证，1929年由我国考古工作者在北京周口店龙骨山的山洞里，发掘出的这个远古人类的头盖骨就是生活距今70万至20万年前的“北京人”。这些发现使我们对远古先人的面貌有了许多认识。