董作宾最先摸索的，是“挖坑”的学问。

　　他最初设想挖正方形，四丈见方，这样面积大，深处光线充足，可以随时摄影。但请教村民，得知人家都挖长方形，长七八尺，宽两三尺。这样的尺度，铁锨、抓钩用起来方便；可以架辘轳，坑深时起土省力；挖出来的土堆在四周，填坑时方便省力。于是决定放弃最初设想。

　　1928年3月13日，在洹水岸边挖了一天，却一无所获。董作宾不无丧气时，发现田间有农民在挖括蒌的根茎天花粉(一种中药材)，他们拿着一种铲子，长七八寸宽四五寸，铲面与“洛阳铲”不同，把儿长一丈多。找到药材苗，即顺着苗茎慢慢向下挖，挖出一个小洞，将地下约一丈深处的根儿取上来。

　　董作宾大感兴趣，上前观看，见不同深度挖出来的土色不同，于是大悟，谈好工钱，请农民第二天带着长铲来帮忙。此法果然奏效，第二天就挖出一些甲骨碎片。六七天后，在小屯村一户人家院内有了大收获。这个编号为24的坑里，发现有字骨版15块，骨质坚实黝黑，字极清晰，再往下挖，出土兽骨兽牙等。董作宾十分兴奋，绘制《二十四坑之土层及其出土器物图》，最早注意到了甲骨与土层的关系及相关信息。

　　第一次殷墟发掘持续了18天，挖了40个坑，共发掘出有字龟甲555片、有字骨版229件、无字甲骨近两千片，还有青铜器、玉器、骨器、陶器等，收获颇丰。

　　与以往的书斋生涯相比，考古发掘十分艰苦。因小屯一带有匪患，他们不敢住村里，每天往返步行十余里，午饭是干馒头、凉开水，有时会让村民煮点儿稀饭，当时安阳风沙极大，往往一碗饭没喝完，已落上一层土。尽管如此，他们也是不亦乐乎。

　　撤出小屯时，董作宾很担心发掘成功的消息传出后，引发新的盗掘狂潮，即致函省政府和安阳县政府，说明暂停发掘，请注意保护，严禁私人挖掘。又通过村长告知村民，偶然得到甲骨，不可卖给文物贩子，可通知安阳中学、彰德高中校长代为收购。

　　回到开封后，他集中精力撰写发掘报告和《新获卜辞写本》，李济曾称赞这些论著“为我们在殷墟的继续发掘，奠定了理论上的基础”。

　　借“大龟四版”成为甲骨学宗师

　　殷墟第一次发掘后，傅斯年看到大有可为，即广揽英才，扩大考古组规模，李济、郭宝钧、梁思永等先后进入该组。

　　李济1911年考入留美预科学校清华学堂，1918年官费留美，先后攻读心理学和人类学，1922年获哈佛大学哲学博士学位。他被傅斯年聘为考古组主任，长期负责安阳殷墟考古工作，在殷墟成长为世界级大学者，有人尊其为“中国考古学之父”。

　　郭宝钧1922年毕业于北师大，与董作宾是私塾同学、莫逆之交。他协助董作宾进行殷墟第一次发掘后，爱上了这一行，曾在殷墟率先采用大面积翻的方法，研究遗址层位关系和平面分布情况。他后来成就粲然，成为著名考古学家。

　　梁思永是梁启超次子、梁思成之弟，毕业于哈佛大学考古学专业，是史语所第一位受过西方考古专业培训的大将。在殷墟西北冈发掘中，考定了仰韶、龙山和商文化的相对年代关系。

　　除这几位外，史语所考古组还招收了一些青年才俊，他们大多是在校或刚毕业的大学生，最终也都成长为杰出的学者，其中最著名的就是石璋如、尹达、胡厚宣等“殷墟考古十兄弟”。

　　从1928年到1937年，李济、董作宾、郭宝钧、梁思永分别主持了15次发掘，发掘内容从单纯的挖甲骨，发展到对其他器物及殷商都城遗址的科学发掘，收获十分丰富，基本上弄清楚了殷墟的建筑布局和城市结构，为中国上古史的研究提供了可靠的实物资料。

　　第二次发掘时，李济与董作宾曾有一个“君子协定”：发掘所得甲骨文，由董作宾研究；其他所有器物，由李济研究。15次发掘共获2万多片有字甲骨，其中不乏“大龟四版”、“大龟七版”等珍品。这些通过科学发掘所得的甲骨，有明确的坑位和同出的器物，并绝对排除了伪片。借助这些珍贵的资料，董作宾写出《甲骨文断代研究例》、《殷历谱》等名作，成长为一代甲骨学宗师。