定陵之明樓，正後方即地下宮殿。
1958年9月6日，新華通訊社向世界播發了這樣一條消息：
明十三陵中的定陵已被打開。陵墓是一座地下宮殿，全部用大塊青白石砌成的拱券，有兩層樓高、八十多公尺長。在後殿裡放著三口一人多高的朱紅色棺材，明朝第十三個皇帝朱翊鈞和他的兩個皇后都躺在裡面。屍體已腐爛，骨架完好，頭髮軟而有光，屍骨周圍塞滿了無數的金銀玉器和成百匹的羅紗織錦。這些錦緞時經三百餘年，有的還金光閃閃。織錦品的發現，對了解和研究久已失傳的明代特有的絲織技巧，具有極其重要的意義……
40年過去了，當年開掘的種種神秘和不安，都湮沒於如織的參觀者喧囂的人流中了……
40年過去了，當年圍繞著發掘定陵的爭論，也都在年復一年的參觀者對中國古代文化由衷驚嘆的目光中，淡然消聲了……
40年過去了，當年提議、參與發掘的前輩都已先後作古，唯一健在的發掘工作隊隊長趙其昌，也已年近古稀 回首當年，他是一種什麼樣的心情呢？
面對學者針鋒相對的不同意見，周總理作出了最終裁決：同意發掘
1955年10月4日，一份題為《關於發掘明長陵的請示報告》送到了當時任政務院秘書長的習仲勳桌前。報告落款是中國文化界赫赫有名的郭沫若、沈雁冰、吳晗、鄧拓、范文瀾、張蘇……
消息傳出，當時任文化部文物局局長的鄭振鐸、考古研究所副所長夏鼐大驚。他們立即找到報告發起人之一的北京市副市長吳晗，希望他收回提議：我國目前考古工作技術水平還難以承擔這樣大規模的發掘工作，文物的保存、復原方面的技術也不過關，這樣龐大的發掘和保存，就連世界上技術先進的國家也會感到頭痛……但對主管北京市文化教育工作的吳晗來說，他決心已下，難以改變：全國解放已經多年了，有老一輩專家，又有新一代大學生，從人力物力都有條件勝任這項巨大的工程。
雙方爭持不下，都把希望寄托在下最後決心者身上。5天之後，周總理最後裁決的消息傳來：同意發掘。
當年12月初，在吳晗主持下成立了由6位發起人和夏鼐、鄭振鐸、王崑崙組成的「長陵發掘委員會」。從北京大學歷史系考古專業畢業、 28歲的趙其昌擔任發掘工作隊隊長。
在寒風呼號、雪花紛飛的凜冽中初探長陵，卻一無所獲。趙其昌又率隊員踏遍十三陵，偶然的線索使發掘長陵的計劃發生了變化，定陵玄宮重見天日便成定局
1955年的最後一天，在夏鼐的催促下，趙其昌率人冒雪從北京來到萬壽山下十三陵這一昔日皇家聖地。然而3天下來，對長陵的初次勘探卻毫無線索。吳晗、夏鼐、趙其昌協商後，決定擴大勘探調查範圍。
1956年春，經過兩個月的史料研究後，趙其昌又率工作隊重上十三陵，進行全面的實地勘察和探訪。發掘委員會的目光逐漸轉向了定陵。
發掘定陵共有三條探溝，這是第二探溝的情景。
考古隊員在清理地宮器物。
洞開時的地宮中殿。
郭沫若（右二）、於立群（右一）夫婦在夏鼐（左二）等人陪同下參觀地宮後殿出土器物。
這一天，趙其昌率人來到定陵勘探。經過多時察看，有些疲倦的趙其昌在寶城城牆邊一塊石頭上坐了下來，想要休息一下。就在此時，在他眼前不遠處的紅色高牆離地面3米多高的地方，露出了一個直徑半米的圓洞。激動不已的他，立即叫來同伴搭起人梯察看究竟。城裡的夏鼐聞訊後，立即驅車趕來親自察看 這像是通往地下玄宮的入口。
就這樣，最初發掘長陵的計劃，就變成了定陵玄宮重見天日的結局。
1956年5月19日清晨7時，隨著發掘工作隊副隊長白萬玉一聲令下，對中國皇陵第一次主動地運用考古學方法進行的科學發掘，正式動工。
也許是歷史的巧合，與在定陵挖下第一鍬土相距正好1年，1957年 5月19日，經過1年的多次波折和艱苦發掘，定陵地下玄宮的入口金剛牆顯露在發掘隊員的面前 中國古代帝王神秘莫測的地下宮殿終於重見天日
1957年5月19日傍晚時分，工作隊成員披掛整齊，下到探溝，將梯子搭上金剛牆……
10來盞汽燈吊在上面，照得人眼花繚亂。攝影、拍照、繪圖、記錄、測量、編號等各項工作的負責同志，都手執工具，整齊待命，現場一片將士出徵前的緊張與肅靜。
一聲令下，站在梯子頂端的趙其昌便揮起特製鐵鏟，對準「圭」 字形頂部的第一塊城磚磚縫，輕輕地撬起來。
一切都按計劃進行，攝影機唰唰地不停轉動，影片開始記錄下這令人難忘的時刻。
因為磚縫之間沒有灰漿粘合，趙其昌毫不費力地將48斤重的城磚撬開了一角。他把鐵鏟掛在梯子側，兩手抓住磚邊向外慢慢抽動，寬厚的城磚終於全部從牆中抽出，忽然溝底大喊一聲：「當心毒氣！」
話音剛落，只聽「撲」一聲悶響，一股黑色濃霧從洞中噴射而出。緊接著又發出「哧哧」的怪叫，就像夜色中野獸的嘶叫，令人不寒而慄。趙其昌抱住城磚，就勢趴在梯子上，低下頭一動不動。
黑色的霧氣伴著怪叫仍噴射不息，一股黴爛潮溼的氣味在金剛牆前瀰漫開來。霧氣由黑變白，漸成縷縷輕煙，由溝底向上飄浮。人群被這股刺人的氣味嗆得陣陣咳嗽。
在現場指揮的夏鼐告訴大家：「這是地宮300多年積聚的腐爛發黴物質的氣體，只要放出來，就可進入地宮了。」
磚一層層抽掉，洞越來越大。當抽到15層時，洞口已經兩米多高。趙其昌戴好防毒面具，全副武裝地扒住洞口，跳了下去。洞外的人只聽「譁啦 撲」地一聲，懸著的心咚地跳到嗓子眼兒。原來洞內靠北牆的地方，散亂地放著幾根腐朽的木柱，趙其昌跳下去時，正好踩在這上面發出令洞外人心驚肉跳的響動。一場虛驚之後，又下去幾個人，他們打著手電筒在漆黑死寂的洞穴內摸索著前行。趙其昌在回憶當時情形時說：「地宮裡黑糊糊、霧茫茫。太寂靜了，靜得讓人心裡發慌、發毛、發懵、發怵，一股難以名狀的恐怖與悽涼之感滲入骨髓。」
突然，有人發出一聲驚呼：「地宮大門！」這聲音死寂中響起一聲炸雷，幽深的墓道裡頃刻響起嗡嗡的回聲。眾人打個寒戰，順著電光的方向望去，只見兩扇潔白如玉的巨大石門突兀而現，高高地矗立在面前。
「有暗箭，快趴下！」不知誰大喊一聲，眾人聞聲也紛紛撲倒在地。
回音漸漸消失，仍無暗箭射來。大家慢慢起身，拿著電筒四處搜尋，光柱漸漸集中到中央。只見門上鑲有兩頭怪獸的頭顱，頭顱下懸吊一個圓環。怪獸二目圓睜，正視前方。兩頭怪獸身旁，布滿了圓形暗器……
在六道電光照射下，大家來到門前，終於看清了它的本來面目。原來這是用整塊漢白玉做成的兩扇石門，歷經300多年仍潔白如雪。每扇大門雕刻著縱橫九九八十一枚乳狀門釘，兩門相對處的門面上，雕有口銜著圓環的獸頭，稱為「鋪首」，使石門顯得格外莊嚴和威武。所謂「暗器」，正是這鋪首和乳狀門釘。
走向前輕輕推了下石門，不見任何響動。將手電光沿兩釐米寬的門縫照過去，只見有一塊石條把大門死死頂住，無論使出多大力氣，都無法將門推開。大家佇立門前，心中都在發著同一感慨：「好一座神秘的巨門啊！」
又是一個未眠之夜。
發掘人員聚集在木板房，極度興奮地探討著地下玄宮內兩扇石門的奧秘。門內有石條把兩扇大門死死頂住，使外來的衝擊力無法破門而入，這是肯定的。那麼，這塊石條是誰放進去的？放好後人又怎樣出來的呢？難道是殉葬的妃嬪宮女，在入葬人員撤出玄宮後，她們在裡面搬動石塊把門頂住？顯然，這是不可能的。根據史料記載，殉葬的妃嬪宮女都是先被殺死之後，才和帝後的棺槨一起入葬。是否地下宮殿還有別的秘密通道，在帝後入葬完畢，讓工匠用石頭把門堵死，然後再從秘密通道出來？這一點也顯然不合理。
過去一些陵墓發掘的資料為打開定陵地下玄宮之門提供了啟示。從門縫看進去，石門之後可能是用一根石條頂住的。在兩扇門關閉時，將石條倚於門後槽內；人走出後，石條隨著石門的關閉慢慢傾斜；待石門完全關閉，石條也隨之滑向兩扇門的中央，於是石門得以完全頂死。這石條，就是所謂「自來石」。
原理已經弄清，就要設法挪開石條，開啟大門。又不能讓它完全傾倒摔壞，這就必須使用一種特製的工具。「拐釘」，顧名思義，一定是個帶彎的東西……
人們找來一根小手指粗的鋼筋，把頂端彎成半個口字形，像一個缺了半邊的無底勺子。
10月5日上午，發掘隊員進入地宮，準備用自製「鑰匙」開啟石門。
幾支手電筒的光亮穿過深霧與黑暗，照在兩扇石門的開縫處。鑰匙插進門縫，漸漸向裡延伸，石條一點點移動起來，直到完全直立才停止用力。
原以為這碩大的石門非有千斤之力不能開啟，所以他們分成兩組，列隊兩扇門前，只聽一聲大喊：「開！」隊員們一齊用力，石門轟然而開。
當一線手電光對準門框上方時，只見無數條亮晶晶的錐形物體懸掛頭頂，如同出鞘的寶劍，直衝地面。「門上有飛刀！」
「啊！」人們大吃一驚，門框上端，確有一排形同寶劍的東西懸掛著。霧氣繚繞，燈光暗淡，看不清真實面目。為了做到萬無一失，白萬玉和趙其昌商定，先撤出墓道，待點燃汽燈後再行察看。
一盞汽燈照亮了地宮墓道。發掘人員站在門框一側，抬頭仰望，只見十幾道形同寶劍的物體，原來是一種獨特的石頭。由於地宮封閉日久，宮中充滿水氣，門上方的青石在水氣的浸蝕中碳酸鈣逐漸溶解，隨著水滴一點點流淌下來，日積月累，終於形成寶劍狀的「鐘乳石」。漆黑的幽暗之夜裡，確像是一排倒懸的飛刀，令人發生種種遐想。
又是一場虛驚。
在打開這道石門後，發掘隊員根據自來石模糊的題字的提示，又先後打開了6道石門，最後在玄宮後殿發現三個碩大無比的朱紅色棺槨靜靜地排列在棺床上。裡面分別是萬曆皇帝和他的兩位皇后 孝靖皇后與孝端皇后。
至此，可以說，定陵發掘的第一階段已經完成。
定陵發掘出土了一大批珍貴的文物，使考古工作者掌握了眾多的第一手資料，引起了海內外考古學界和炎黃子孫的關注。然而，由於多方面的原因，許多文物未能完整保存下來，直至30多年後才完成有關發掘報告……
定陵發掘，出土了一大批珍貴的文物，特別是明代的青花瓷和絲織品。但由於當時保存技術水平的限制，大批光彩豔麗的織錦品出土不久都變得像松樹皮一樣變硬、變脆、變色。
定陵發掘後，一時各地挖掘帝王陵墓成風。在鄭振鐸、夏鼐的建議下，國務院迅速下發了「停止對一切帝王陵墓發掘」的文件。 1965年史學界的一些學者再次向周總理提出發掘長陵。周總理則以一句「我對死人不感興趣」否決了這個提議。
有關部門對萬曆皇帝的遺骸和頭髮鑑定後得出結論，萬曆生前體形上部為駝背，身長1．64米，血型為AB型。十年動亂中，保存在定陵博物館的萬曆皇帝及兩位皇后的屍骨，被狂熱的「紅衛兵」當作地主階級頭子在定陵門前廣場示眾批判後燒毀。
回憶起當年發掘過程，趙其昌感慨萬千，不由想起老前輩夏鼐先生在定陵發掘三十年之後的遺憾：「如果現在挖，後果會好些，再推遲三十年也許更好。」（史奇）