长期以来，周口店地区的居民多以开山采石和挖煤为主，在开采石灰石的过程中，严冬和裂隙中蕴藏的哺乳动物化石屡有发现。1921年，瑞典地质学家安特生等人在当地老乡的指点下发现了周口店遗址核心区——龙骨山，奥地利古生物学家师丹斯基对这里进行了发掘，出土了2颗古人类牙齿化石，这2颗珍贵的牙齿化石经过加拿大人类学家步达生研究命名为“中国猿人北京种”俗称“北京人”。同年，中国地质调查所与美属北京协和医学院合作成立新生代研究室，在洛克菲勒基金会的资助下对周口店遗址展开持续10年的大规模发掘。特别是1929年12月2日下午，中国古人类学家裴文中发现了第一颗“北京人”完整的头盖骨，这一发现，引起了比发现牙齿更大的惊喜。在此之前，人类历史被普遍接受的最早化石记录是西欧的尼安德特人，距今不超过10万年。而1929年的发现，有明确的地层层位，有石片石器和灰烬，时代为距今50万年。

　　“北京人”头盖骨的发现被誉为“中国科学界摘取的第一块金牌”。1936年11月15日——26日在11天之内，贾兰坡连续发现了3颗“北京人”头盖骨，将人类的进化过程清晰地展示了出来。在周口店北京人遗址不仅发现了包括“北京人”头盖骨在内的40个男女老幼的个体人类化石，而且发现了大量的石器、用火遗迹——灰烬和动物化石，以无可辩驳的证据证明了人类是由猿类进化而来。“北京人”作为从猿到人中间环节的代表，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”头盖骨的珍贵是可想而知的。她的塑像占据了几乎所有历史博物馆特别是人类学博物馆的前厅。

 　　　　1927年周口店遗址发掘现场（布林摄）　　　　1929年周口店遗址发掘现场（裴文中摄）

 1935年采用打格分方法发掘第一地点（猿人洞）时的情景（贾兰坡摄）

 1929年裴文中发现第一颗“北京人”头盖骨后所拍摄的照片（王存义摄）

 1933年11月9日在山顶洞发现的完整头骨头骨放大图（贾兰坡摄）

1936年11月26日，贾兰坡（右下方发掘者）发掘头盖骨时的