发现
1927年，周口店北京人遗址的大规模发掘工作开始了。发掘的主持单位是中国地质调查所和协和医学院。第二年，我国两位能干的青年古生物学家杨钟健和裴文中，参加了周口店的发掘工作。他们精力充沛，给整个现场带来了生气。
到了1929年，震撼世界学术界的奇迹终于发生了：在周口店发现了第一个完整的北京人头盖骨。时间是这一年的初冬，工作人员在发掘过程中，突然看到一个小洞，洞口的裂隙窄得只容一人出入。为了探明虚实，裴文中来到洞里，仔细一看，高兴极了，原来在这里意外地发现了许多动物化石。
他顾不得寒冷，决定把挖掘工作继续下去。到12月2日下午四点，已经日落西山，洞外天色渐渐暗下来，呼啸的寒风在山野吹着，洞里觉得更冷了，但人们依旧在昏黄的蜡烛光下聚精会神地工作。突然，裴文中高兴地喊叫起来：“是猿人！”大家围拢过来，果真发现一个猿人的头盖骨，一半已露出地面，另一半还埋在硬土里。人们兴奋极了，目不转睛地盯着。这时天色越来越黑了，但大家的心情已经急不可耐。裴文中毅然决定，继续挖下去，一直到把这第一个北京人头盖骨完全出土为止。这一夜大家都没睡好。
第二天一清早，裴文中就派专人把这个大喜讯报告给北京城里的地质调查所。又过了几天，12月6日，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年贾兰坡又先后在猿人洞发现3个“北京猿人”头盖骨化石。二战期间，周口店猿人洞先后出土的全部5个完整和比较完整的头盖骨神秘失踪，再度震惊了世界。
丢失
“北京人”化石一直保存在北京协和医院，1940年12月26日，日军占领了北平，美日战事一触即发。“头盖骨”若继续留在北平很不安全，当时身在重庆的中央地质调查所副所长尹赞勋致信给中央地质调查所技术研究员，时在北平的新生代研究室副主任裴文中，述说险恶形势和对北京人头盖骨化石保存的担忧，并提出托美国友人运往美术机关暂存。
国民党中央行政秘书长翁文灏也开始积极协调将“头盖骨”运送至纽约自然历史博物馆暂存。1941年1月10日，翁文灏和尹赞勋致信给协和医学院院长胡顿、新生代研究室名誉主任魏敦瑞，“鉴于美日关系日趋紧张，美国正与中国站在一条战线共同抗日，我们不得不考虑在北平新生代研究室的科学标本安全问题。我们准备同意将它们用船运往美国，委托某个学术研究机关在中国抗战期间替我们暂为保管。”
同时，翁文灏还直接写信给美驻华大使詹森阐明自己希望转移“头盖骨”的意思。但是，根据先前达成的协议，得到洛克菲勒基金会资助的周口店发掘工作，其发掘出的实物必须留在中国，不得出口。美国方面婉言拒绝。
翁文灏等中方人员的努力依然没有停止，他们一再申请，美方官员和科学家一再婉拒，往来切磋数月时间。1941年11月，经翁文灏的一再协调，最后又经过蒋介石点头，重庆国民党政府才明确表态，允诺“头盖骨”出境。在翁文灏的一再恳请和调停下，美国方面终于同意了头盖骨由领事馆安排、由美国人带出中国，暂存纽约的美国自然历史博物馆。
据公布的档案资料记载，“头盖骨”转移行动按计划开始，由美国海军陆战队护卫，乘北平到秦皇岛的专列到达秦皇岛港，在那里登船，船名“哈德逊总统号”，预定12月8日抵秦皇岛。8日上午，列车抵达秦皇岛。此时，日本对珍珠港的空袭已经开始，随即，驻在秦皇岛山海关一带的日军突然行动袭击美军，美海军陆战队的列车和军事人员包括美在秦皇岛的霍尔姆斯兵营的人员顷刻成为日军的俘虏，包括“北京人”在内的物资和行李当然成为日军的战利品，从此不见踪影……
猜测
“北京人头盖骨”化石到底在哪里？自从1941年太平洋战争爆发，“北京人头盖骨”化石不知所踪后，这个谜就一直在破解之中，但到现在都未能如愿。1998年，包括有“北京人”之父之称的贾兰坡院士在内，14名中国科学院资深院士发起的"世纪末大寻找"同样无果而终。
随着北京市房山区寻找“北京人头盖骨”化石工作委员会的成立，“北京人”去向之谜的老话题再次成为公众的焦点。
1、“北京人”也许已被毁坏
对于“北京人头盖骨”化石是否在世这个问题，有关专家多年来基本持3种态度，一种认为化石还在世，另一种认为化石已经毁于战火，再一种就是对化石的去向态度模糊，认为无法推测。
根据中国古人类学家、最后一个见到化石的胡承志老人讲述，包括“北京人头盖骨”在内的化石当时包了整整6层，而且由内到外相当仔细，即使装到两个没有特殊标志的木箱里，相信就是当时一般的日本兵发现也会上报的。
由于当时战争非常残酷、战事频繁，如果是金银珠宝书画，倒还可能保存下来，但对于“北京人头盖骨”化石，难说日军有如此高的辨别能力。
上海复旦大学文物与博物馆学系教授、“北京人之父”贾兰坡的学生陈淳认为，综合目前各种信息和线索，化石极有可能毁于战火了。找到化石的希望应该比较渺茫。在1998年，贾兰坡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。
陈淳表示，从目前的资料判断，“北京人头盖骨”化石当时应该放在协和医院地下室保险库，日军突然发动战争并占领医院，而化石根本没来得及运走，日军就在地下室将其毁掉了。另外，他还举例说，当时连协和医院的院长、美国海军陆战队队员都被俘虏，连逃命都来不及，谁还能顾及化石呢。
2、化石埋在日坛公园
1996年，有个日本老兵临死前，向中国有关部门传递消息，称化石埋在日坛公园的一棵松树下，这颗松树还做了特殊记号，后来有关人员确实找到了那棵松树。”
1996年5月，中国科学院地球物理研究所电震探测组，对埋藏区域进行了两次高密度电法、面波、多道浅层地震法的探测，并很快得出了结论，经过协商，最终与北京日坛公园管理处达成了1996年6月3日上午正式发掘的协议。
但是，一直挖到2米多深时，专家们仍未发现有任何埋藏物，更未见有动土现象。根据这一情况，专家们经过商议，再往下挖一段，结果都是细黄砂岩。随后，再次扩大挖掘范围，仍未发现有埋藏物，现场专家由此判断，当时物探异常应是地表下大量灰白色钙质结核层引起的，所以决定停止发掘寻找。
3、化石装在沉船“阿波丸”号上
历史学者李树喜认为化石很有可能在‘阿波丸’号上。据悉，美国总统尼克松当年访华时，曾将美方认为的化石下落作为绝密礼物送给了中国政府，称化石可能在日本沉船“阿波丸”号上。
“阿波丸”号建造于20世纪40年代，是一艘日本远洋油轮。1945年3月28日，已被日本军队征用的“阿波丸”，在新加坡装载了从东南亚一带撤退的大批日本军官和要人驶向日本。4月1日午夜时分，该船行至中国福建省牛山岛以东海域，被正在该海域巡航的美军潜水舰袭击，3分钟后迅速沉没。
令李树喜坚信“北京人头盖骨”就在这艘沉船上的直接理由，是一份美国交给中国方面的资料。1977年，中国曾对“阿波丸”沉船进行过一次初步打捞，但由于当时潜水技术的限制，只发现了3000吨锡锭和一些其他东西，并未找到“北京人头盖骨”。但是，打捞人员却找到了伪满洲国政要郑禹的家藏小官印和圆砚，由此推断，该船印证了携带大量中国北方宝物的猜测，也成为“阿波丸”可能装载“北京人头盖骨”的有力旁证。
4、化石在“哈里逊总统”号上
有学者认为，“北京人头盖骨”化石应该丢失在从北平到秦皇岛的运送船只“哈里逊总统”号上，而“哈里逊总统”号由于受到日舰追逐，半途被击沉。
1941年12月5日，带着“北京人头盖骨”化石的美国海军陆战队，乘坐专用列车前往秦皇岛，准备在那里把化石送上一艘由上海开来的美国定期航轮——“哈里逊总统”号。当时，这艘船预定在12月8日到达秦皇岛码头。
但陈淳教授坚定地表示这艘船根本没到秦皇岛。“哈里逊总统”号一直没有驶到目的地秦皇岛港去接应美国海军陆战队，它从菲律宾首都马尼拉开航以后，一直被一艘日本军舰追逐，最后，搁浅在上海以东长江口附近，随后被日军击沉。
5、化石在“里斯本丸”号上
浙江舟山传出消息，称“北京人头盖骨”化石可能在“里斯本丸”号沉船上。
据有关资料记载，1942年10月2日凌晨，装载着700多名日军官兵，以及1800多名英国被俘人员和财物的“里斯本丸”号运输船，途经舟山附近海域时被鱼雷击沉，船上所载大量文物和奇珍异宝随之葬身海底。后来，附近渔民救起英军官兵384人，而据获救的英国战俘回忆，船上载有大批被日军掠夺的黄金财宝和文物，还可能有“北京人头盖骨”化石。
6、化石在天津美兵营
上世纪80年代，美国人类学家夏皮罗在《北京人》一书中说，一位原海军陆战队军人曾告诉他，化石曾辗转到了驻天津的美国海军陆战队兵营。
1971年10月21日，据护送北京猿人化石出国转移任务的执行人、美国医生费利说，装有北京猿人化石的箱子放在天津的美国海军陆战队兵营大院里的6号楼地下室木板层下面。
据悉，旧时兵营已是几经易主，现属天津卫生学校，6号楼在1976年大地震中震塌，后夷为平地改作了操场，在修大楼时连地基都挖开了，结果什么也没有。但有一点可以确认，化石确实运到了该兵营。
7、化石在原美驻北平领事馆
据称，古人类学家周国兴教授后来得到一条重要线索，化石可能就在原美驻北平（北京）领事馆里。由于周国兴教授出国访问，此说暂未得到证实。
贾兰坡考证过，化石后来运到了天津的美海军陆战队兵营，并从那里运到秦皇岛，但半路该部队被日军俘虏，化石从此不知下落。由此看来，化石还在美领事馆的说法也不可信。
对于这一系列的猜想，没有人能给出确定的答案。随着许多参与周口店发掘工作的当事人和知情人的辞世，寻找北京人化石的难度正越来越大。裴文中、杨钟建、贾兰坡等人陆续离开人间后，人们根据他们的遗愿，将他们安葬在龙骨山上。带着生前无尽的遗憾，这些中国古人类学的先驱们在九泉之下，依旧静静地守望着这片50万年前北京猿人生活过的家园。
