发掘兵马俑时，考古工作者发现，一、二号俑坑的木结构几乎全部被烧成炭迹或灰烬，俑坑经火焚后全部塌陷。陶俑和陶马被砸，有的东倒西歪，有的身首异处，有的头破腹裂，有的臂断腿折，有的断成数段，有的成为碎片，完整的很少。俑坑的火是谁放的呢？
考古学家推测有三：一是秦人自己点的火，以烧毁祭墓物品及墓周的某些建筑，使死者灵魂将此带去阴间享用，即所谓“燎祭”。但是，如果真的是出于古代的丧葬制度和民间风俗习惯而焚毁掉，为什么只烧一、二号坑而不烧三号坑呢？二是被项羽率领的军队焚毁的。据《汉锄》、《史记》、《水经注》等史籍记载，烧秦宫室，火三月不灭。但上述史书中并没有一个字明确记述项羽军队焚毁秦兵马俑之事，甚至连秦兵马俑的字样都没提到。三是因为坑内的陪葬物等有机物腐败产生沼气，自燃而造成的。但是，同样的俑坑，同样的环境条件为什么只烧了一、二号坑而三号坑却没有起火呢？
到底是燎祭、自燃还是人为烧毁？秦兵马俑一号坑第三次发掘给出了结论。
考古人员在百戏俑坑中发现了大量的黑色炭迹，还有很多被烧成砖红色的夯土，这些都表明这里曾被一场大火烧过。对发现的水淹痕迹，目前推测是修建时适逢多雨时节，所以产生了很多淤泥。考古人员在发掘中发现，发掘区的西段有一条南北向甬道贯穿并与北侧门道相通，甬道位置的红土层块状板结倒塌，凡是在甬道和过洞附近的俑均被烧坏，严重变形变色，有的甚至被烧化，且这一地区的棚木灰都为白色，可见温度很高。烧毁的陶俑主要分布在甬道等通风处，此地段的俑损毁就比别的地方严重。可见兵马俑俑坑是人为烧毁的，不可能是自燃的。
兵俑被焚烧之前曾被人打碎过，因为位置不同，着火的火势大小不一样，所以形成了颜色不一样的现象。专家分析，发现的陪葬坑已有180多座，有12座被烧了，大部分没有被烧。如果说是葬仪制度的话，应该全部烧掉。现场发现了大量的木条、麻绳等物件焚烧过后留下的炭迹，这证明焚烧时间距离秦俑坑建成并不是太久，因为如果时间长，麻绳、木条等都会化为灰烬，难以成炭。根据诸多线索，有专家推断：在秦汉之际社会处于大的变动时期，分析项羽烧的可能性较大。
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