斯坦因的第一次中亚探险于1901年7月在伦敦结束。他“很满意地把从沙漠中出土的古代文物，临时存放在大英博物馆这个安全的休憩之地。不论这些文物还是我的800余块拍摄好的玻璃底片，在长途跋涉中毫无损坏”，“由于我胜利带回的大量古文物急需整理和编写目录，原来印度政府委派在英国从事这项工作的6个星期远远不够，于是负责印度事务的国务秘书又给我延长了6个星期，我对此深表谢意……才能按期顺利地完成了对这次搜集到的古文物的整理工作，并为撰写‘初步报告’作好了准备”。随后，斯坦因写了三本书来叙述他的第一次探险：一是《中国新疆考古：地理探险旅行初步报告》，是1901年回到伦敦后不久写成的；二是两年后出版的《沙埋和阗废墟记——个人笔记》；三是1907年问世的两卷本巨著《古代和阗》。三本书虽然记述的是同一次探险，但侧重点不同。第一部是探险的简报。第二部“个人旅行笔记”则由日记、现场记录、给家人朋友的信函组成，其中讲述了全部情节：计划和日程、障碍、得到的教训、挫折和成功、当天的冒险和荒漠的艰难等，相当于给骨架（简报）添上血肉。《古代和阗》是一部学术著作，详细记述了遗址发掘的情况，并附有大量文物图片。另外，《古代和阗》还有7个附录：（1）《丹丹乌里克、尼雅、安得悦遗址所出汉文文书》；（2）《安得悦所出藏文手稿及陶器》；（3）《丹丹乌里克所出犹太——波斯文书》；（4）《出土、收买钱币目录》；（5）《和阗藏文资料选辑》；（6）《和阗遗址所出古代灰泥样本笔记》；（7）《和阗地区沙粒、黄土样本笔记》。
二、斯坦因第二次中亚探险与千佛洞骗宝
敦煌石窟艺术是我国劳动人民的伟大创造，是世界上最伟大的艺术宝库之一。早在1879年，匈牙利地理学会会长洛克齐在我国西北考察地质期间，偶然看到了敦煌石窟艺术，使他惊讶万分，赞不绝口。1902年，斯坦因参加了在汉堡举行的第十三届国际东方学家大会。大会作出决议，赞扬了斯坦因的中亚考察工作。同时，洛克齐在会上报告说，敦煌千佛洞艺术，博大优美。他的报告，大大地促进了斯坦因前往敦煌考察之决心。这正如斯坦因自己所说：“在第一次中亚探险队以后几年，我便计划从事第二次的探险，并很想将这一次的探险扩展到中国西北边界上的甘肃省去。我的朋友匈牙利地质调查所所长故洛克齐教授曾同我说及敦煌东南的千佛洞佛教石窟寺，因此更大大地促进了我的愿望。”
从1904年初斯坦因就开始策划第二次考察，并力争想得到各方面的支持。他曾给威尔逊的一封信中说：“在我的旅行取得成功的极大影响下，德国政府现已派遣格伦威德尔教授前往吐鲁番。我还得知他们已为该地区的发掘新拨款3500镑。俄国政府尽管面临困境[俄日战争]，也正筹备由著名印度学家鄂登堡教授率领，对库车进行考古探险。我在和阗的探险是对新疆进行的最早一次系统的考古工作。”
德国和俄国拟派考察团确有此事，斯坦因提出来，则主要是为了引起英国政府有关部门和官员的重视。1904年9月4日，斯坦因向政府提交了考察的详细计划书，即赴和阗——罗布淖尔——沙州探险考察，政府有关部门对计划书进行了讨论，并表达了各自的意见。
外交部：“斯坦因继续对中国新疆进行研究，其巨大价值从科学观点看是毫无疑义的，也没有哪一位权威会像斯坦因这样胜任该项目的进一步实施……所需费用据他估计为26000卢比，该帐目细则亦无可挑剔，但对于政府而言，该数额并非全部开销……我们要支付斯坦因博士两年的薪水——这就使开支总额涨至50000卢比。这还不是最终开支：斯坦因博士正拟尽快放弃他现在的工作（以为探险作准备）——这又要另花5000卢比，这还不是最终花销，他预算的总额中仅包括返回喀什噶尔的费用，而根据他上次旅行的经验，他此次将从喀什去往欧洲……这样又有进一步要求，利用最后一次机会，要求派驻伦敦为其回程做准备，返回印度后还会要求空闲时间编写报告”。
外交部一一列举了斯坦因所需费用，实际上隐含着不满，并从其他方面提出问题，基本上不支持斯坦因的考察。而外交部意见的最后，有一句话泄露了天机：“但是我们对跨国界探察感兴趣。”
税务和农业部门这样估算开支：“大英博物馆允诺购买部分斯坦因博士发掘出土的文物，并负担总开支的大部分，他们并希望在此事上进行协商……大臣反对开支由各省资金支付（孟加拉省与旁遮普省）。作为对印度税收提供开支的偿付，拉合尔及加尔各答博物馆应得到斯坦因（从前）搜集文物的一部分……我以为，我们可以有把握地确定，各项费用总额将不超过80000卢比”。
另外，财政部、印度考古调查部和印度总督寇松均发表了意见。经过各部的讨论协调，斯坦因第二次赴中亚探险的计划于1905年底被批准。
1906年4月20日，由8人组成的斯坦因考察团从印度出发，他们穿越帕米尔高原。斯坦因在喀什聘请了一个中国师爷——蒋孝琬，作为他的翻译和助手。他们沿着丝绸之路东行，于8月份到达第一次考察过的和阗，然后对昆仑山的地形进行了勘测。9月份，找到了一个遗址，挖掘出婆罗谜文木简、保存完好的汉文文书（一卷长达2．5英尺）和包括桦树皮文书在内的多种梵文文书。斯坦因在这个遗址得到了满满6大箱壁画残片，真可谓“旗开得胜”，但他还是感到着急、紧张和不安，因为伯希和考察团已到了喀什噶尔。他这次考察的主要目的地是楼兰和敦煌，因此决不愿意让伯希和在他前面赶到敦煌。
在若羌当地官员的帮助下，斯坦因雇了30个工人和两个曾跟随过斯文·赫定的猎人做向导，并备足了能维持到敦煌的补给品。路上又挖掘了楼兰遗址，清理出了300件至400件藏文文书；发现了米兰壁画。
1907年3月12日，斯坦因到达敦煌。当时他还不知道千佛洞发现藏经洞的事。原准备只在敦煌呆10天，简单地考察一下千佛洞，并在敦煌补充一些粮食和饮水，然后就去罗布泊沙漠进行考古发掘。但到达敦煌不久，他就从一位定居在敦煌的乌鲁木齐穆斯林商人扎依德·贝格那里，听到了几年前王圆篆在莫高窟发现藏经洞遗书之事。他认为藏经洞发现的“这种宝物很值得去努力侦察一番”，所以就迫不及待地向千佛洞跑去。
3月16日，斯坦因到了千佛洞。当时，藏经洞已装上了门锁，钥匙由千佛洞主持道士王圆箓亲自掌管。而此时王道士带着两个徒弟外出化缘，只有一位小和尚在千佛洞。斯坦因进不了藏经洞，只得暂时离去。他拜见了敦煌的地方官王某及驻军首领林某后，就去敦煌附近考察。
斯坦因考察了敦煌附近的汉长城，并发现了100多枚汉简。
_5月15日，斯坦因再次返回敦煌，由于此时千佛洞正值庙会，香客很多。为不引人注目，更怕众怒难犯，未敢下手。斯坦因只得在县城多呆几天，他的解释是：“敦煌之民虽至今日，犹皈佛教。余等去敦煌之日，正是敦人瞻礼之期。市民村民来谒千佛洞者，数以千计。可知寺宇虽残，犹为礼拜之地。故余于此地就画壁造像深加敬护，除照影绘图外，不敢有所希冀，恐伤人民之情也。”“恐伤人民之情”仅仅是斯坦因对中国人的表白。真正的原因，正如他在《沙漠契丹废址记》中所说：“通过谨慎的思考，我在壁画、塑像方面的考古活动必须限制在以拍照和绘图等手段对艺术遗存进行研究的范围内，简言之，不能引起民愤。”可见，怕“引起民愤”，从而影响他对敦煌文书的劫夺，才是斯坦因没有破坏壁画、塑像的真正原因。
为了获得心理上的平衡和说服王道士，斯坦因进行了划分：壁画和塑像属于宗教崇拜，文书则完全属于学术范围。
5月21日，斯坦因带着考察队，再次来到千佛洞。据斯坦因说，这时“王道士已在那里等候。他看来是一个很奇怪的人，极其狡猾机警。他不知道他所保管的是甚么，他对于有关神同人的事充满了畏惧，因此一见面就知道这个人不易捉摸……要想急于接近那一大屋藏书是不容易的”。因为斯坦因第一次参观千佛洞时，藏经洞还用粗糙的木门锁着，而这次则完全用砖砌了起来，王道士解释说封砌洞窟是为了阻止香客们的好奇心。实际上斯坦因心里十分清楚，这是为了提防他。因此，斯坦因说他是来千佛洞拍摄壁画照片的，只字不提藏经洞的事，只让其中国翻译蒋孝琬去和王道士周旋。当蒋师爷与王道士初步接触时获悉，藏经洞遗书的发现已报告给了肃州的最高长官，并通过该途径报告给了甘肃的总督。蒋师爷猜想，甘肃的总督可能已下达了运送样本和安全保管整个收藏品的命令。如果官方已列出了卷子的目录，就会危及到交易的进行。随后又从王道士处得知，确实将几卷汉文佛教文书呈交给了兰州的总督衙门，但并未开列目录。所有文书可以装满7车，但省会的官员们对它们并不十分感兴趣，尤其不愿承担运输的费用，因此这些手稿便未被触动地留了下来，由王道士负责管理。
蒋师爷在王道士处进行了较长时间的周旋后，回来向斯坦因说，他要求王道士让斯坦因看一些写经，但王不置可否。当蒋提出斯坦因愿慷慨地捐一笔功德钱时，王便同意斯坦因看部分卷子。当蒋暗示说斯坦因实际上想买一些卷子时，王一下子就变得焦躁不安，刚才同意让斯坦因看一部分卷子的事也几乎泡汤。正如斯坦因自己所说：“我尽我所有的金钱来引诱他同他的寺院，还不足以胜过他对宗教的情感，或者激起众怒的畏惧，或者两者俱有所畏亦未可知。”
金钱没有打开藏经洞之门，斯坦因只得再想他策。当他请王道士领着参观洞窟及其维修工程时，王对斯坦因渐渐有了好感。斯坦因提到圣僧玄奘时，引起了王道士的共鸣。斯坦因一看有机可乘，便大讲特讲他是玄奘的忠实信徒，“我用我那很有限的中国话向道士述说我自己之崇奉玄奘，以及我如何循着他的足迹，从印度横越峻岭荒漠，以至于此的经过，他显然是为我所感动了”。这样王道士特意把斯坦因领到画有唐僧故事的壁画面前，给他进行热情讲解。在王道士请人画的这些壁画中，有一幅对斯坦因特别有利。画面上，玄奘站在一条湍急的河流岸边，他的坐骑驮着佛经站在旁边，一只大龟向着玄奘游去，要去帮助他把佛经驮过河去。
谈完玄奘的话题后，蒋师爷单独留下来，其目的是想早些从王道士手中弄到写本。但一谈到写本，王道士又变得胆怯起来，一直用含糊的方法应付。直到深夜，“蒋暗自高兴地带来，了王道士刚刚偷偷借给他的一捆汉文卷子摸进我的帐篷，他小心地把第一次答应的一卷子‘样本’藏在宽松的黑长袍下面。就书写和纸张而论，卷子清楚地显示出很古老，也许是佛教经典，但蒋需要时间来确认它们的属性”。因此，蒋师爷就把一小捆经卷带回他自己的小屋，连夜进行识别研究。
第二天天刚亮，蒋孝琬面带惊愕的神色向斯坦因报告，有些经卷上有题署，有的题署表明，佛经是玄奘从印度带回并亲自从梵文译为汉文的。听了这一消息，斯坦因也很惊讶，并让蒋师爷去报告王道士。王道士听后更是惊愕不已。蒋孝琬说，只有一种解释才说得过去，即阴曹地府的玄奘亲自选定这一时辰，把这些神圣的佛经展示在斯坦因面前，以便这位来自遥远印度的虔诚信徒和弟子能把它们带回印度老家去。在蒋孝琬这种半神话的影响下，王道士终于向斯坦因打开了藏经洞之门。斯坦因说：“从道士所掌微暗的油灯光中，我的眼前忽然为之开朗。卷子紧紧的一层一层的乱堆在地上，高达十呎左右，据后来的测度，将近有五百方呎。小室约有九呎见方，两人站了进去，便无多少余地了。”
洞子太小太黑，不便翻检，甚至要将这些写本搬出去都很困难，再加上王道士害怕被其他人发现，所以很难在藏经洞内阅读。对斯坦因来说，幸运的是王道士在藏经河旁修了一个小侧室。侧室有门和纸糊的窗户，这里可以遮挡任何好奇者的目光。因此，王道士就允许斯坦因在侧室内翻检卷子。而他则把卷子一捆一捆地搬到侧室里让斯坦因、蒋孝琬研究。第一捆是“约一英尺高的厚厚的纸卷——保存完好，纸、书式和其它情况都明白-无误地表明其年代已很久远，异常结实的光滑的黄色纸张呈条状……所有的迹象都表明这些卷子被阅读过和触摸过；常常为防止外面折迭用来包裹卷捆的绸带已被扯掉。这些套上的折子未触动的地方，蒋就易于读出佛经的经名和卷号等……蒋的阅读很快让我确信第一捆的标题全都不一样，所以这里所发现的只是与现代西藏和其他地方佛教完全相同经典复制品的担忧逐渐消失了”。
斯坦因翻检的卷子既有汉文、藏文的，也有梵文和中亚婆罗谜文的，另外还有用“未知”语言写成的，内容极其丰富。“我过去发现的婆罗谜文文书在这方面或妥善保藏方面没有一件比得上它们。因此第一天蒋和我自己没有间断地工作到很晚”。
由于卷子越来越多，所以斯坦因放弃了原来准备叫蒋孝琬给卷子编目的计划。洞中除了佛经外，还有许多绢画和帛画。斯坦因自己说：“余于开一大包裹时尤警……其包裹以粗棉布为之，中藏种种绢画、纸画、幡盖、锦缯、刺绣之供献物，不可胜计。其画绢画布，盖寺中之旌旗。卷藏甚谨，及展视之，皆为诸佛菩萨像，或纯用印度画法，或以印度画为本，而参以中国画。”
王道士对“经”很重视，对佛画则兴趣不大。“所以我迅速地擅自将最好的丝、亚麻或纸画放在一边供进一步考察，……仅在第一捆里就有一打之多——甚至在残片里也有精美的画面，而且每一丝片都有收藏和艺术价值……对这种遗物道士似不感兴趣，内心希望用这些东西把我的注意从珍贵的经文卷轴上引开——他现在更殷勤地寻找并拿出那些已明显被他归入废物一类的东西”。
斯坦因和蒋孝琬一面阅读，一面迎合王道士的心理说一些恭维话，又许诺捐纳一大批功德钱。斯坦因把挑选出来的一些佛经和佛画放在旁边，王道士看见后也没有提出异议。当天，他们三人一直干到天黑。离开洞窟时，斯坦因又和王道士进行了长谈。他们走到画有唐僧牵马驮经从印度返回的壁画前面时，斯坦因故意停住，以便再次引起王道士对该画的注意。蒋孝琬竭尽说客之能事，并再次强调，斯坦因将会给寺庙捐献非常可观的功德钱（在此之前，斯坦因已经给寺院捐奉过若干银两）。但王道士仍然犹豫不决，斯坦因明白，最好的办法是让蒋师爷一人去采取行动。
