2008年4月，经国家文物局批准，考古队正式发掘地宫。通过发掘，考古队发现地宫中的填土十分特别：一层黄土，一层石块，逐层夯打，如同混凝土一样坚实，从上至下共有40层，将地宫保护得非常严密。而且未发现地表坑道有深入地下的痕迹，

　　由此可知地宫未遭盗掘，考古队悬着的心终于放了下来。

　　可是一波刚平，一波又起。在正式发掘之前，来自全国各地的众多考古、历史专家经过会诊，一致认为此次发现的肯定是明代大报恩寺琉璃塔地宫，可是经过发掘，地宫中没有发现任何一件明代文物，出土的上万件文物皆为宋代制作。更为重要的是，地宫出土的名为“金陵长干寺真身塔藏舍利石函记”的长篇铭文，详细介绍了北宋大中祥符四年(公元1011年)，金陵长干寺住持可政大师得到宋真宗的支持，修建九层宝塔，瘗藏“感应舍利十颗，并佛顶真骨”两份舍利之事，并且“内用金棺，周以银槨，并七宝造成阿育王塔，以铁函安置”。考古发现的成果与预先的判断不一致，让考古队和众多专家陷入了反思。难道有关明代大报恩寺琉璃塔的记载错了吗，难道以往所做的分析、比对都是张冠李戴吗？考古队又用了3个多月的时间继续发掘和研究，将遗址上每一个可能的地点全部找了个遍，最终得出结论：塔基与地宫的始建年代为北宋大中祥符四年，原为长干寺的塔基与地宫，明代重建大报恩寺琉璃塔时，将它完整沿用，因此它同样属于大报恩寺琉璃塔。出现这一特殊情况，无疑是由大报恩寺悠久的历史沿革所带来的。

　　这一难题刚理出眉目，新的问题接踵而至。地宫中出土了一具高达1.5米的铁函，内藏一座精美绝伦的七宝阿育王塔。塔在函中，两者之间的距离不足1厘米，任何普通的工具皆无法将塔安全、顺利地从函中请出。曾有人提议，为保证明显更为珍贵的七宝阿育王塔的安全，只能丢卒保车,将铁函局部破坏。这个方案被国家文物局否决。国家文物局指示，这两件器物皆为国宝，都要保证完好无损。如果拿不出可靠的方案，宁愿十年不取塔。面对这一难题，考古队向全社会征求方案，最终与曾参与“神七”工程的中国航天南京晨光集团合作，由该厂高级工程师组成攻关小组，用高科技手段和材料，设计、制作出一套精巧的机械手。2008年11月，这套装置成功穿过函、塔之间不足1厘米的缝隙，将七宝阿育王塔牢牢托住，慢慢抬升，最终顺利地请出铁函。

　　在整个考古过程中，类似的事件还有很多。目前大报恩寺遗址考古工作仍在继续，意想不到的新挑战肯定仍会层出不穷，逼着考古队员和文物保护专家继续接受挑战。