「希望能再次從自己手中找到中國猿人的化石。」 在發掘工作開始前，裴文中先生表達了這樣的願望。
1966年3月15日，在裴文中先生主持下，對周口店北京猿人遺址進行了再次發掘（參加發掘的有顧玉珉、柴鳳歧等，還有越南留學生杜文寧）。這是自1929年12月2日下午4時，裴文中先生在主持發掘時，首度發現完整的北京猿人頭蓋骨化石後，又一次大規模發掘工作。
周口店遺址出土過4塊北京猿人頭蓋骨化石，引起世界轟動。此前發現的猿人化石無法確定是人還是猿，而來自北京的發現證明了直立人在人類進化中的地位，從而確立了直立人階段的存在。這是北京考古為人類知識進步做出的重大貢獻。
太平洋戰爭爆發後，相關化石失蹤。抗戰勝利後，裴文中先生曾赴日尋找。
1949年1月底，北平和平解放。當年9月27日，中斷了12年的發掘工作便重新開始。1951年、1958年、1959年、1960年，前後又進行了4次發掘工作，先後發掘出北京猿人牙齒、肱骨、脛骨、下頜骨等化石，偏偏沒有頭蓋骨化石。
苦尋20年而未得，裴文中先生為之祈願。
1966年5月4日，遺址中發現了兩塊頭骨化石斷片，來自一位50多歲的男性北京猿人，經過與此前出土斷片拼合，成為目前僅存的北京猿人頭蓋骨化石標本。
是北京猿人還是北平猿人
北京猿人的頭蓋骨最早發現於1929年底，此時北京已改名北平，為何仍稱為北京猿人，而非北平猿人？
在《燕京大學》校刊（1930年第2卷，第23期）上，刊載了裴文中先生的演講詞，稱：「1927年拜倫博士在周口店工作了6月之久，又發現了一個牙，卜拉克博士根據此牙，給這種動物起了一個名字叫『北京人』，這個名字將來也不會改的，不能因北京之改為北平而隨之改為『北平人』的。」
筆錄者李德榮可能不是相關學者，舛錯甚多。
首先，文中的「拜倫博士」可能是瑞典地質學家步林，而「卜拉克博士」今通譯為步達生，是英籍加拿大人，著名的解剖學專家。為收集、整理北京猿人的發掘成果，他拒絕醫生勸告，繼續工作，因心臟病發作，於1934年3月15日在北京協和醫院研究室中去世。
其次，步達生將北京猿人定名為「中國人，北京種」，簡稱「中國猿人」。「北京人」並非嚴謹說法，未被學界認可，今通稱北京直立人。
1936年11月，賈蘭坡先生主持周口店發掘（此時裴文中先生已赴法），又發現了3件北京猿人的頭蓋骨化石。他回憶說：「英國一家『剪報公司』給我來信說，各國的報刊載你的消息有2000多條，售價50英鎊，問我要不要。我當然不會要。」可見影響巨大。
裴文中指揮工人在發現「北京人」頭蓋骨的洞穴內外工作
「想把中國人的腦袋量清楚」
作為專門的科學研究，與普通人生活關係不大，為何引起如此巨大的社會轟動？
這是因為，1856年達爾文發表物種起源學說，它通俗易懂，且與日常經驗相契合，不用專業學習，不用概念辨析，只需在思維方式上稍作改變，即能對不同現象給出萬能解釋，因而被普遍接受。達爾文生前曾多次表示，進化論只是一種猜想，不適宜延伸到其他領域中。但還是派生出顱相學、人種優生學、社會達爾文主義等逆流。
達爾文的表弟佛朗西斯·高爾頓便堅信，天才自帶基因，他整理了605位名人家譜，發現102人有親屬關係，由此提出優化人種戰略計劃。在此氛圍下，當時歐洲列強均大力推動考古研究，以證明自己是優秀種族，在猿人階段即氣質非凡，遠比別的民族更古老，腦量更大。
這給中國學者以很大壓力，1920年，「中國考古學之父」李濟在留美期間寫下志向：「想把中國人的腦袋量清楚，來與世界人類的腦袋比較一下，尋出他所屬的人種在天演路上的階級出來……去新疆、青海、西藏、印度、波斯去刨墳掘墓、斷碑尋古蹟，找些人家不要的古董來尋繹中國人的原始出來。」
人種早、腦袋大，成了當時民族競爭的新指標。
在17至18世紀，西方學者提出中國文化西來說，有埃及說、印度說、中亞說、越南說、巴比倫說等，均停留在猜想層面，只有文獻研究，無實據。
周口店發現了人類牙齒化石後，一度被認為是巴比倫說的明證。此時裴文中先生剛從北京大學預科轉入地質系，學習古生物學。
據學者朱之勇先生鉤沉，裴文中先生原畢業於直隸第三師範學校，但不願當「孩子王」，失業在家。在同村李慎言鼓動下，考入北京大學預科。裴文中先生後來回憶說：「我本來是一個很隨便而遇事無可無不可的人，凡事多不欲認真，讀書亦多不求甚解，自覺很不適意於擔任科學上的工作和科學上的研究；但是不知為什麼而入了北京大學的理科，又不知為什麼而入了地質系——其實那時我自己的興趣，卻在辦黨和新聞事業。」
成績最壞的學生成了大師
1927年，裴文中先生畢業後，曾報考中央地質調查所，卻未考上。不得不去中學教地理，每周僅3節課，入不敷出。他後來回憶道：「畢業後，欲教書無人聘請，欲作事又無門路可走。流落在北平，窮困已極。」
為謀生計，只好求昔日老師翁文灝幫忙，翁文灝推薦他去中央地質調查所工作，並對主持周口店發掘工作的楊鍾鍵說：「我給你一位成績最壞的學生。」
1928年，中央地質調查所與北京協和醫學院聯合發掘周口店遺址，楊鍾鍵記道：「日日如此，自覺有些生厭，尤其每日要對付成百個工人，更為繁雜……好像成了工頭一樣。」到1929年12月，因天氣寒冷，發掘成績差，裴文中先生已收到停工令，他又堅持了兩天。正是這兩天，震動了世界學術界。
上大學時，裴文中先生曾寫小說《戎馬聲中》，該小說得到魯迅讚賞，收入《中國新文學大系·小說二集》中，只因生計所迫，才成了「文壇中留不住的人」。
上世紀40年代，美國學者魏敦瑞發現：北京猿人骨化石中，一女性有額中縫，在類人猿中極罕見，而現代人均有；下頜圓枕，黃種人中多見；上門齒冠是杓形的，即內面凹陷，是蒙古人種的明顯特徵。
魏敦瑞的結論是：北京猿人是黃種人關係最為密切的祖先。
北京猿人頭蓋骨化石是當時發現的時間最早的猿人化石，距今20萬至70萬年間（近年有學者表示，上線距今77萬年），遠早於歐洲的尼安德特人化石，「中華文明西來說」逆轉為「世界文明東源說」。出現了「當中國人開始創造文明時，歐洲人還在樹上」等說法。
北京猿人生活「極其貧乏」
隨著基因技術的介入，歷史解釋再度發生逆轉。研究顯示，北京猿人與現代人在遺傳上並無關聯，人類可能來自同一個母親，即非洲的露西，又稱線粒體夏娃。
越來越多的學者認為，現代人類在20萬年到10萬年前起源於非洲，並在6萬至7萬年前走出非洲，逐步替代世界各地原有的古老人群。在他們到來前，距今10萬年到5萬年間，東亞曾進入末次冰河期，導致北京猿人滅絕。
從周口店遺址中，只能找到很少一點證據。據古地磁測定，北京猿人生活時期維度靠南4度多，應相對溫暖。但北京人化石的堆積層厚達40多米，歷時達30多萬年，其間山洞多次被碩鬣狗佔據，還遭遇兩次大水，不同階段的氣溫不同。
賈蘭坡先生曾說：下層堆積中，喜冷的物種所佔比例最大，此後逐漸縮小，至頂部又有略增趨勢，大致處於冰期。在北京猿人居住中期，附近曾有廣大水域，因發現了水獺、河狸等遺骸，此外山下應有廣闊草原，因馬的遺蹟最多。
在北京猿人居住的洞穴中，有100多種動物的殘骸，但「更多的是採集小動物……發現最多的有兩種田鼠、兩種倉鼠和林姬鼠，齧齒目和食蟲目動物共發現有36種」，在賈蘭坡先生看來，北京猿人的生活「極其貧乏」。
為反駁「人類起源於非洲說」，學者吳新智院士曾指出，70%的中國人在頭骨上有3個特徵，與北京猿人一致。但他的學生劉武到非洲考察時，發現30%的東非人頭骨上也有這3個特徵。
再次挖掘，彌補了歷史遺憾
隨著遺傳學發展，基因研究已能將誤差水平控制在正負50年內。比如良渚文化與馬橋文化，出土文物差別巨大，但基因研究發現，彼此存血緣關係。但也有學者提出質疑，認為基因研究目前「精度不夠」，可能「生產糟糕的歷史」。
在基因研究未被徹底認同前，傳統方法仍有價值。
1966年挖掘的價值在於，再度出土北京猿人頭蓋骨化石，彌補了歷史遺憾。此外，新出土的化石「代表迄今所知的北京猿人頭骨中帶有進步性形態特徵最多的個體」，「具有明顯的左右側不對稱現象……為進一步探討人類體質的發展過程提供了有意義的課題」。
有趣的是，北京猿人下肢骨與現代人基本相同，比大腦進步得多（北京猿人平均腦容量為1088毫升，僅相當於現代人的77.7%）。為什麼會出現如此明顯的差異？學者謝三思提出，人類體質的進化是「鑲嵌進化」，不同部位根據實際需要獨自發展，北京猿人初期腿部承擔任務較重，所以優先進化，大腦進化則是後來的事。
在周口店北京猿人遺址，共發現了40多個個體的人類化石、10萬多件石製品和骨角製品，是世界上材料最系統、最豐富的直立人遺址。作為學術發展史上的裡程碑，至今仍有科普價值。
賈蘭坡先生曾建議，應增加體驗內容，讓遊客深入了解北京猿人的生活。他說：「我很早就有個想法，在我們從前工作站方圓3平方公裡的地區內，修蓋一所四合院式房屋，或在院外適合的地方叫觀眾親手做『北京人』烤肉吃。」這番心願，只當趣談。