20世纪初，北京西南50公里处的周口店还是一个无人知晓的村庄。一位瑞典考古学家的到来，将使它举世闻名。
　　1914年，瑞典地质学家、考古学家安特生受聘来华，担任北洋政府农商部的矿政顾问。1918年春天，他来到周口店，试图寻找远古人类留下的踪迹。
　　周口店南面是华北平原，西面和北面是北京西山。这里山势低矮，却有异常深厚的石灰岩层。由于石灰岩容易被酸性的水溶解，因而形成了很多的洞穴和裂缝。
　　安特生一行来到被当地人称作“龙骨山”的北坡进行考察。龙骨山南北长约220米，东西宽约190米，海拔145米，看上去一点也不起眼。但是随着观察的深入，安特生越来越激动，他发现堆积物中有一些白色带刃的脉石英碎片。他突然想到，这些锋利的刃口，会不会是用来切割野兽肉的呢?他对身边的人说，“我有一种预感，中国人祖先的遗骸就在这里，现在惟一的问题就是去找到它。”
　　尝试发掘工作由奥地利古生物学家师丹斯基主持。1923年的尝试发掘，只出土了一枚十分可疑的牙齿化石。谨慎的师丹斯基并没有急于公布这个消息。3年后，师丹斯基在整理标本的时候，终于在周口店的化石中确认出一颗人牙。1926年瑞典皇太子在访华时正式将这个消息公布出去。在随后的一年里，考古人员又发现了一枚与师丹斯基发现的极为相似的牙齿化石。这颗牙齿经加拿大解剖学家步达生的鉴定，确属人类牙齿化石，并最终将其主人命名为“北京中国猿人”。
　　然而，这一说法却引起了国际上许多人类学权威的怀疑，他们认为，仅凭牙齿化石就建立新的人类属种，显然是无法令人信服的。
　　权威们的怀疑丝毫没有打消加拿大解剖学家步达生的热情。在他的努力下，美国洛克非勒基金会答应出资24000美元赞助周口店的发掘，并且以协和医学院为依托，筹建一个体质人类学的研究机构。接着步达生又积极与中国地质调查所所长翁文灏取得联系，希望能与中国地质调查所共同发掘周口店，这一建议得到了翁文灏的热烈响应。经过一番磋商后，双方达成协议。协议书中第三款对于采集品的使用和归属作了规定：
　　“一切采集到的标本，归中国地质调查所所有，但人类学材料，在不运出中国的前提下，由北京协和医院保管，以供研究之用。”
　　正是这种合作精神，最终促成了周口店的发掘和后来新生代研究室的成立。
　　1929年，中国古人类学的第一个研究机构——中国地质调查所新生代研究室成立。这是一件足以载入中国古人类学研究史册的大事。
　　步达生和他的同事们共同创办的这个古人类学研究室，为中国古人类学研究开创了先河，为今后的古人类学研究奠定了基础。它的成立，对于周口店的发掘研究具有十分重要的指导意义。同时，也对中国古人类学人才的培养和储备起到了至关重要的作用。
　　1928年，刚从北京大学地质系毕业的裴文中来到这里，参加周口店的发掘工作。但是当时由于遇到坚硬的石层，许多人都认为龙骨山的发掘已经到了尾声，下面不会再有“北京人”的化石了。因此1929年一些学者相继离开周口店，到别处去寻找远古人类化石，只留下年轻的裴文中主持周口店的发掘工作。
　　裴文中的执着终于有了回报：当坚硬的岩石层移开后，大量的化石出现在人们眼前：水牛头骨、野猪头骨、鹿角化石随处可见。然而短暂的兴奋过后，裴文中又重新回到现实中来：这些化石中依然没有人类的东西，“北京人”究竟在哪里呢?
　　发掘的部分渐渐缩小，发掘的地方也越来越窄，裴文中推测这一次可能到了洞的底部。一天，就在准备收工的时候，他发现在主洞与裂隙交叉的下方有一个洞，他决定亲自进洞探个究竟。在洞外工友的牵引下，裴文中沿着洞壁徐徐滑下。他点燃马灯，在微弱的光线下仔细寻找，顿时被眼前的景象惊呆了!
　　龙骨山显得格外寂静，人们都在静静地等待着。突然，洞里传出裴文中狂喜的声音：这是什么?是头盖骨!
　　这一天，是1929年12月2日，第一个“北京人”头盖骨终于被发现了。
　　1931年，23岁的贾兰坡考上了地质调查所的练习生。
　　5月，他来到周口店，成为裴文中的助手。勤奋的贾兰坡一面工作，一面学习地质学、古生物学、古人类学和考古学的知识，在裴文中的指导下，他的业务水平迅速提高，1934年，他获得技士职称。
　　两年后，裴文中离开了周口店赴法国学习古人类学，拜著名史前考古学家步日耶为师。贾兰坡也就理所当然地成了周口店工地的总负责人。
　　1936年，工作单调得令人窒息。贾兰坡孤独地留在周口店。当秋季来临时，环境变得更加糟糕。接任新生代研究室主任的魏敦瑞控制过于严格，经费日趋紧张。失望和急躁情绪逐渐蔓延。
　　10月22日，技工在第一地点发现一个女性的下颌骨，保存相当完整，这在过去从来没发现过。这个下颌骨的出土，增强了贾兰坡的信心。从这一刻起的很长一段时间，贾兰坡就再也没有离开周口店考古工地。他到处巡视，惟恐失落下哪怕一点点蛛丝马迹。
　　翻开当年的野外工作日记，1936年11月15日的一页这样写道：这是一个星期天，负责挖掘北侧洞壁处堆积的工人张海泉，在一块比较松软的砂石中，发掘到一小块骨骼化石，正要随手放入面前的小荆条筐里，贾兰坡恰巧看到，立刻要他停手，抢过来，拿起骨片细细端详。
　　贾兰坡挑选了三位经验丰富的工人和他一起清理，接着发现了枕骨、眉骨、耳骨等大量碎片，是同一个人头骨化石无疑。也许是由于精神紧张所致，直到中午，贾兰坡才把头骨碎片全部取出。这些碎片分装在两个小荆条筐里。后来贾兰坡回忆道：自己就像捧着祖宗牌位那样，把它小心翼翼地送回了办事处。
　　下午，喜讯再次传来。在同一地点，又发现了一个远古北京人的头骨化石。天色已晚，第二个头骨只能在潮湿阴暗的山洞中熬过北方寒冬的一夜了。
　　贾兰坡连夜打电话通知北京，魏敦瑞闻讯欣喜若狂，当即驱车赶到周口店。
　　之后进行的发掘中，又一个头盖骨出土。1936年，一个令人振奋的收获之年到此结束。贾兰坡以他的认真和执著，奠定了他在北京人化石发现史上的地位。
　　从1927年到1937年初的11年间，在周口店第一地点，也就是中国猿人遗址中，先后发现了5个比较完整的头盖骨、9块破碎的头骨，以及大量的面骨、下颌骨、牙齿等骨骼化石，他们估计来自40个不同的男、女、老、幼，代表了一个相当完整的古人类群体。世界许多古人类化石遗址中，在一个不大的方圆之内，发现如此丰富的化石数量，堪称世界同类遗址中的奇迹。
　　抗日战争爆发，周口店发掘工作被迫停止。北京人头盖骨化石也在运往美国保存的路途中遗失。新中国成立后，暂停了12年的发掘工作，在中国科学院古脊椎与古人类研究所的主持下，又重新开始了。1966年，在周口店北京人遗址，又发现了两块猿人的枕骨和额骨，它们连同解放前出土的一块颞骨，最后被复原成为一个相对完整的头骨。这也是迄今为止我们所能见到的保存最好的一块北京人头盖骨化石。