在第一次探险之后的几年时间里，我一直在筹划第二次探险，并决心将探险范围扩大到中国西北部的甘肃省。
我的好友罗克奇教授曾经向我说过敦煌千佛洞，1879年他曾随赛陈尼伯爵的探险队到过那里，因而更加强烈地刺激了我渴望进行第二次探险考察的心愿。
1907年3月，我到达敦煌绿洲。几天之内我就疏通了各种关节，第一次踏进了那片宝地，探访了千佛洞石窟寺。就在那一刻，我怀着无比激动和兴奋的心情，清醒地意识到，自己的夙愿即将实现了。
千佛洞石窟寺位于敦煌东南部一条荒凉山谷的谷口，开凿在陡峭的悬崖峭壁上，距离敦煌绿洲大约12英里。山谷中有一条小溪从南山山脉中流下，横穿山谷中的沙丘，不过现在仅流至石窟寺前面便已干涸。小溪流出的山崖石壁上，分布着很多洞穴。这些洞穴规模不大，但很幽暗，洞内全无壁画，很像欧洲上古隐士隐居的迪拜斯洞穴。我认为，这些洞穴很可能就是供僧人们居住的地方。
自山崖向上，可以看见数百个大大小小的石窟，它们错落有致，犹如蜂房一般分布在深暗色的崖壁上。石窟寺从崖壁底部向上直到悬崖顶端，一行行密集排列绵延伸展的长度竟然有0.5英里以上。这些让我惊叹不已的石窟墙壁上都绘有壁画，甚至连洞窟外面也绘有壁画。而那个内部塑有大佛像的洞窟，更是老远便可一眼看见；洞窟内的巨大佛像雕塑高约90英尺，为了给大佛像以适当的空间，人们沿着山崖又修凿了许多屋子。屋子层叠而上，每个房间都有通向大佛像所在石窟的通道和采光口。
所有的石窟寺原来都凿有穹形的门，由于有些石窟寺外墙壁和内里涂有白石灰粉的内墙倒塌，洞窟便完全显露了出来。因而许多石窟无论原来有无石门框，后来都修筑了木门廊，不过它们也都已经残破不堪。向上层石窟攀爬了一段，发现连接各石窟之间的木栈道阶梯也已几乎完全破损腐朽，以至于山崖上许多石窟无法上去。不过由于穹门和木门廊都已经损坏殆尽，很容易便能够看见上层石窟内部的布置与装饰，它们在形式上与山崖下部那些石窟看上去并无太大区别。
石窟寺所在山前方地面以及底层石窟进口处，数百年来堆积了很高的流沙，不过并不影响向上攀爬进入。很快我就弄清了这些石窟通常的平面形制以及一般构造方面的布置情况，它们全部都比较一致。从长方形穹门进入石窟内部，要经过一条高而较宽的通道，这条通道同时也是采光通风口。各石窟内部大都是单单一座矩形前厅，以方形为多，于崖壁凿空砂岩而成，顶部呈圆锥形 (27) 。
前厅内部通常有一座矩形平台，台上雕塑有用缯彩装饰的塑像。台中央一般端坐一尊趺坐佛像，两旁随侍几个菩萨。各石窟菩萨像的数量并不完全一致，但一般都采用双侧对称的方式排列。千百年来，石窟内的塑像因雕塑用材因素和自然侵蚀，甚至遭受偶像破坏者恶意损坏以及善男信女重修和重塑的毁坏，毁损程度之严重，令人痛心疾首。
无论千佛洞石窟寺经受的破坏如何严重，现在保存下来的丰富的古代文物实物足以证明，由古希腊式佛教美术艺术发展而来的雕塑技术，以及经此地传播到远东的中亚佛教都曾经在敦煌存在和传播了很长的时期。
许多石窟内的雕塑造像的头脸和手臂，有些甚至连同上身，都已经毁于无知的破坏者之手，近来又遭受信徒的修缮。现代修缮的粗制滥造令人无法忍受，不过倒反衬出保存下来的那些古代塑像残部的美轮美奂。具体而言，比如衣褶布置安排之匀称，塑像颜色调和之精当，即是具体实例。大多数佛像都曾贴金或镏金，现在仍然依稀可辨，雕塑技法成熟高超。此外，印度西北边省梵延依山凿石修筑的大型佛像，以及和田各处佛教塑像表现出来的著名佛教美术形态，在这里都有具体的体现。
大型石窟寺以及许多小石窟寺石灰粉墙壁上的古代壁画，虽然都是佛教内容，但是其美术价值之珍贵，令人叹为观止。特别值得一提的是，这里所有的壁画都保存良好。这当然要归功于当地气候和石窟寺墙壁极度干燥的环境。此外，严密附着在山崖石壁上的石灰墙面的坚韧耐久也厥功至伟。
石窟寺穹门墙壁壁画通常都是菩萨和尊者形象，并排列成庄严的行列。不少小型石窟寺前厅壁画中都有数量较多的小佛像或菩萨像匀称排列，正好与我在和田丹丹乌里克寺院遗址见到的壁画形式一样。大堂藻井装饰着精致的花卉图案，厅内壁画下防护墙板部分通常都绘有供养人像，有时也画一些僧人像和尼姑像。
厅内壁画下方布满了众多人物活动的精美绘画构图，画面中央通常是佛像，两旁环侍形态各异的菩萨、尊者之类的人物，很可能是佛教诸天画像。此外，画面内容也有表现各种景物的构图，景物内容复杂繁多，很可能取材于世俗的现实生活场景。汉文题记大多安排在一种涡形卷纹图案内，用于指示图画内容出自佛教经典的哪一个故事。后来，我才明白当时看到的画面是佛教本生故事。
这些佛教本生故事画用风格自由的风景画面作背景，建筑样式全部是中国式的，大胆描绘的人物动作和画面整体浓重的写实意味，非常明确地表现出中国画风。优美而又舒卷自如的云彩，漂亮的花卉装饰图案，以及其他精美的装饰，风格完全一致。所有主尊佛像以及环绕佛像的菩萨侍者虽然表现样式繁复多端，形态相貌端庄威严，但是从中亚流传过来的印度造像样式仍能清楚地看出。虽然石窟寺壁画在绘画技法方面显而易见地掺入了中国绘画技法的味道，但那些希腊样式佛教艺术的各种成熟技法和表现形式，仍然保存于佛像菩萨和尊者的面貌鼻眼以及衣褶样式之中。
尽管石窟寺造像、壁画存在这种强烈的保守倾向，但那些壁画仍各自表现出一定的变化与发展。考古证据表明，这些大型石窟寺的绝大多数部分开凿的年代在唐代。如同敦煌绿洲一样，千佛洞从公元7世纪至10世纪盛衰起伏，曾经延续使用了很长一段时期。一篇唐代碑文拓片表明，千佛洞始建于晋废帝太和元年，即前秦建元二年（公元366年），由此看来，唐代以前的石窟寺应该可以找得到。石窟穹门以及过道墙壁上的壁画风格较晚，但技法更熟练，线条的表现力更强。石窟寺壁画很多都受到了损坏，根据年代较晚的碑文记载，元代曾对石窟寺进行过多次修缮。
从唐代到元代，中间经历了数个世纪，那时候中国边陲早已不再以长城为界。敦煌绿洲北有突厥部落来犯，南有吐蕃人入侵，种种动乱，片片血光，直接影响到了千佛洞的繁荣和修持期僧尼的人数。但是，无论这些变动与毁坏的结果如何，敦煌绿洲佛教信仰习俗一直保持了下来，没有改变。在逐一对石窟寺进行考察之后，我确信，马可·波罗在他的游记中记述敦煌当地民众崇拜偶像的奇异风俗，也应该是他看到这里众多的石窟寺，以及民众崇拜佛像的宗教盛况，给他的印象极深的写照。
时至今日，敦煌的善男信女对混杂了中国民间宗教因素的佛教信仰之热诚，仍然令人印象深刻。我第一次匆匆造访千佛洞时，便已觉察到那些石窟寺虽已颓败，但仍是当地民众朝拜祈祷的真正宗教场所。5月中旬，我完成对古长城遗址的探险考察返回敦煌绿洲时，恰逢当地每年举办盛大香会期间，草地上聚集着来自城乡各地成千上万的虔诚信众烧香拜佛，场面之宏大，风气之热烈，令我深受感动。因此我必须小心行事，虽然眼前到处都是机会，可以轻易获取许多珍贵的文物用以研究佛教艺术，但是我尽量克制自己，开始时仅限于进行考古学考察方面的活动，以免激起民愤，酿成危机，给自己带来危险。
1907年5月21日，我重新来到这片佛教圣地，此时的千佛洞早已恢复了往日的荒凉寂静。我放心大胆地把帐篷扎在草地上，准备在此地做长久的停留。这里，我坦诚地说明当时自己确实忐忑不安地心怀获得珍贵文物的期望。其实，我刚到敦煌不久，便隐约听到传说，几年前的一次偶然之间，在一座石窟寺内发现了很多古代写本。根据向我提供消息的人汇报说，那些写本文书现在由一位道士保管，因为他重修庙宇，无意间发现这些物品，后来惊动了官府被勒令重新封锁，如此云云。这样的宝物当然值得我去努力探察。
我第一次来到千佛洞石窟寺时，正值王道士前往敦煌绿洲化缘。千佛洞只有一位年轻的僧人住在那里，于是我便向他打听石窟寺发现古代文书写本的事情，得知古代写本都发现于主体石窟寺群北部一个大型石窟寺内的密室中。密室入口以前砌墙封闭并一直被石窟寺窟顶坠落下来的石块和流沙掩埋。多年来，这里的僧人一直虔诚缓慢地清理石窟寺内的积沙壅土。后来，在甬道绘有壁画的墙面上发现一道裂缝，透过裂缝发现后面有一间密室，而裂缝所在的墙壁正是被封闭后密室的入口。
据那位年轻僧人介绍，密室里面满满当当地堆积着古代写本卷子。密藏卷子的数量足够装好几车，现在密室所在石窟寺的大门已经被紧锁起来。当时我所能够见到的古代写本只有一轴长卷，它是那位年轻僧人借来为他修行的小寺院增光添彩的。长卷上所写的汉字书法很美，蒋师爷拿过长卷匆匆一览，便说书写内容是一卷佛经，写本上没有明确的纪年，仅从纸张和书法字体来看，年代十分久远。我立即决定放下一切正在进行的考察和研究，就地等待。所有的事情都要等到看见那个隐藏已久的古代图书馆再说。在证明确实存在传说的那个古代写本密藏之后，我被一种狂喜的心情所左右，忐忑不安地期待着上天的眷顾。
5月中下旬，当我再次来到千佛洞时，王道士已经在那里等候我的到来。他看上去是一个很奇怪的人，极其狡猾机警。王道士并不知道他所保管的东西的价值，它对于与神相关的事情充满了畏惧。一见面，我便清楚地意识到此人并不好对付。由于我急于看到的那所密室狭小的入口已经被砖墙砌断，因此要想很快接近那间满是藏书的房间绝非易事。我的汉文秘书蒋师爷也对我谈及王道士这类人的通常特性，这更加让我感到与王道士打交道的难度，对于能否在千佛洞有所收获，我越发没有把握。我准备倾尽所有的金钱来打动王道士，但是觉得并不稳妥，因为王道士对于宗教的虔诚情感有可能会战胜金钱的吸引。再者，我花钱收买王道士并获得佛教写本，此举会不会引起当地佛教信徒的愤怒也未得知。王道士用化缘募集的资金重修佛像和洞窟的效果虽然十分粗劣，但是一个社会地位卑贱的道士能够全身心投入宗教事业，极力重新振兴宗教庙宇的已有成绩，还是让我压力重重。就我在千佛洞所见所闻而言，知道王道士几年来多方募化，将辛苦化缘来的金钱全都用在上面提及的事情上了，他个人及其两位徒弟几乎从来不曾胡乱花过一文钱。
对于王道士有意或无意阻碍我接触藏经洞宝藏的行为，我是如何与他进行长时间斗争的经过，这里就不详细叙述了。王道士对中国传统学术一窍不通，我想从学术方面用崇高的人类历史和文明研究的伟大目的来感动他，但根本无济于事。所幸的是，我还有中国唐代伟大的玄奘法师可资利用。这期间，蒋师爷又倾尽全力周旋其中，最终得以获得成功。事实证明，我对玄奘法师的崇敬之情对此帮助很大。王道士一身俗骨，对佛教事务更是一无所知，但对玄奘法师却无比崇敬。这种感情的热烈程度与我对当地古代遗址和文物的热情几乎相当。
王道士对玄奘法师的敬奉，从他在石窟寺对面新建两廊上的壁画可见一斑。在这些壁画上，他着重绘画了玄奘法师的事迹，不过所画的内容都是民间传说。这与《大唐西域记》和《大唐大慈恩寺三藏法师传》中的记载大相径庭。但这并不妨碍我的计划，当我用极为蹩脚和有限的汉语向王道士说，我是如何崇敬玄奘法师，以及我是如何沿着他的足迹，从印度横越崇山峻岭和沙漠死海来到敦煌朝圣的经历时，他竟然被我的话深深打动了。