1929年12月2日，我国古生物学家裴文中带领考古发掘人员首次在北京房山周口店发掘出北京猿人第一个完整的头盖骨。这一发现，平息了上个世纪以来围绕爪哇猿人的争论，确立了“猿人阶段”的存在，证实了达尔文关于人类起源于古猿的理论，从而揭开了人类进化史上重要的一页。
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。
