这一年的4月，北京大学考古系赵化成教授率领部分学生来陕西省实习，被安排在秦陵考古工作站。由于对事先预定的秦陵刑徒墓的发掘迟迟不能开工，在张占民的建议和陕西省考古研究所领导人的批准后，拟对陵南下陈村原发现的陪葬坑进行发掘。
1997年4月17日上午，张占民率领工作站的部分考古人员，携同北京大学赵化成等4名师生赶往下陈村工地，开始在去年夏天发现的红烧土的周围展开钻探。经过一个上午的努力，终于在即将下班午休的一瞬间，丁保乾最后一铲带上了纯净的木炭灰。在大家的惊喜与期盼中，接着又是两铲，带出的遗物同样是纹路清晰的木炭灰。根据以往的勘察、发掘经验，有木炭灰意味着陪葬坑坑底原来铺有木板，而秦始皇陵区凡是铺有木板的陪葬坑规格都相当高。这一发现令在场的考古人员和北京大学师生欢欣鼓舞，兴奋异常。
自此之后，丁保乾等钻探人员继续在红烧土的周边钻探，每隔2米的间距布一个探孔，很快找到了坑的西壁。钻探人员以此为基点沿西壁向北钻探，只打了几个探孔，向北延伸不足10米便找到了北壁。这一发现使在场的人员备受鼓舞，遂兵分两路，一路沿着西壁向南探索，寻找坑的南壁位置，另一路人马则顺着北壁向东钻探，以寻找坑东壁的位置。想不到仅仅三五天的时间，坑的南壁又被钻探出来。有了南壁与北壁的具体位置，坑的宽度和长度也就自然地显现出来。在初步丈量之后，发现此坑南北长达105米，东西超过了80米，总面积已超过了8000平方米。但这个数字并不全是坑的面积总和，因为东界仍在向外延伸，如此之大的陪葬坑，出乎大家的预料并为之惊讶。为了不影响北大师生在有限的时间里进行田野考古实习，张占民决定一面继续寻找东壁，一面打南北剖线，了解勘探坑的结构与内涵。
经过大约10天的重点勘探，考古人员在坑的中部发现了夯土隔梁和过洞，同时还发现了两处斜坡门道。沿斜坡门道探到坑底，发现整个底部木炭灰厚达30厘米。从这些迹象可以看出，该坑建筑结构与兵马俑坑基本相似，两者均为土木结构的过洞式建筑。所不同的是，兵马俑坑的过洞均为东西向，而这个坑的过洞既有东西向又有南北向；兵马俑坑过洞底部铺有青砖，而这个坑底部铺有30厘米厚的木地板；兵马俑坑的斜坡道均呈对称状，而这里的门道南北并不对称，只是西南角与东北角两个门道位置相似，由于当时东南角的门道尚未探出，是否与西北角门道相对称仍处于猜测之中，但整个坑的大致规模、结构已有了一定的眉目。
5月7日，丁保乾、杨四娃等钻探高手又来到了现场，开始了寻找东壁的行动。当时整个坑从西壁往东延伸的距离超过100米还不见东壁，再往东便是通往下陈村的一条小路。丁保乾等在路东约6米处开始布打探孔，随后一直向东延伸，当延伸到128米处，终于找到了东壁。东壁的出现，意味着考古人员苦苦探寻的一个大型陪葬坑的形制与结构基本搞清。这是一个平面轮廓为长方形，主体部分东西长130米、南北宽100米；南北两边的东西端各有一条斜坡门道，平面均呈梯形，大端接于坑内。整个坑的总面积达到了1．3万多平方米，这是已知秦始皇帝陵园城垣以内发现的面积最大的陪葬坑，与外城以外的兵马俑一号坑面积相当略有超出，坑的方向与陵园整体方向基本相近。尤其令人欣慰的是，这是秦陵开展钻探工作20多年来，考古人员在陵园东内外城垣之间首次发现的陪葬坑，其位置较此前发现的兵马俑坑距陵墓地宫更为接近，从而为进一步在此区域寻找新的陪葬坑提供了极为重要的例证和线索。
罕见的鱼鳞甲
为了早日揭示陪葬坑的内涵，由陕西省文物局、国家文物局批准，陕西省考古所组织人员进行了局部试掘。秦陵工作站王望生等考古人员先在坑西端开挖了两个5米×5米的小探方，挖下去的情况与钻探结果完全相同，除发现过洞棚木及坑底的木炭灰外，未发现明显的器物。面对此情，考古人员陷入了困惑。按照以往的发掘经验，秦陵区域内如此重要的位置、如此庞大的陪葬坑，不会没有陪葬品。于是，王望生等考古工作者又在坑的中部开挖了两个4米×10米的探方。到了9月25日下午，当考古人员在探方中挖至6米深的时候，突然发现了一大片石质甲片。经过仔细清理，发现这些甲片原来是用铜丝连起来的青石铠甲，其甲衣形制与秦俑坑陶质武士俑的甲衣基本相似。在两个不大的探方内，先后发现了70余领石质铠甲和石质马缰构件、青铜构件、青铜车马器构件等器物。这一发现，立即引起了文物管理部门的高度重视，在社会各界产生了强烈反响。
10月15日，由陕西省考古所与秦始皇兵马俑博物馆合作组成优势互补的秦始皇陵考古队，对陵园开始进行有计划的考古发掘、保护和全面的勘探工作。原秦陵考古工作站主要整理此前的发掘资料，不再参与发掘和勘探。新组建的秦始皇陵考古队队长由陕西省考古所研究员吴镇烽担任，副队长由秦俑馆研究员吴永琪和陕西省考古所副研究员段清波担任，主要成员有郭宝发、王望生、周铁、杨忙忙、张颖岚、马明志、申茂盛、张卫星、刘江卫、马宇等中青年组成。
秦始皇陵考古队组建后，立即着手展开了对石甲胄的提取、修复工作。与此同时，专门聘请了北京大学考古文博院白荣金、杨宪伟两位教授前来助阵。秦始皇陵园内的考古工作沉寂了多年之后，终于随着石质铠甲坑的发现而再度勃兴起来。由于石质铠甲坑很明显地遭到大火的焚烧，而坑内又是由棚木、铺地木、边厢木等木材构成的全木结构，所以坑内的铠甲和胄均被不同程度地烧及。经过一段时间的努力，考古人员共发现可辨认的石铠甲87领、石胄43顶、石马缰残件3组。在所有出土的铠甲中，除一领为特大型甲--可能为马甲之外，其他均为人的铠甲。尤其是秦代鱼鳞甲的首次出现，为诸种秦甲的研究提供了极其珍贵的实物资料，对研究秦甲以及先秦时期中国马甲的发展史具有重要的价值。
至于发现并清理出的那具独特的马甲，其总的甲片数为300片左右，其名称和用途据考古人员考证，可能是保护辕马或者骖马的披甲，而不太可能是“甲骑具装”中的“具装铠”。从甲片和披甲的大小、形制等特征分析，这副马甲当是仿皮革制成的。至于为何于此处埋葬马甲，在关于秦的文献和考古资料中均未提及。
此次发现的甲胄标本绝大多数是仿皮甲制作的，真实地反映着当时皮甲胄的形制特征。在这批甲胄中，也有极少数如造型精美的鱼鳞甲和方形小甲片组成的札甲，这些甲衣则是仿照铁甲的模式制成的。相比较而言，这种仿制标本比之其他同坑出土的铠甲，其形制更加完美和成熟。从史料中可知，仿铁甲在西汉特别是汉武帝以后逐渐取代了皮甲胄的主体地位，并在战争中发挥了重要作用。尽管这批石质甲胄从功用上看防护功能并不突出，可能是用作随葬的明器，而非实用之物，但是，它们的出土，除填补了中国古代甲胄发展史上秦甲胄实物缺乏的空白外，对研究该陪葬坑的性质、秦代甲制、兵制以及中国古代甲胄发展史具有极其重大的价值。
自1998年底到1999年初，秦始皇陵考古队在北京大学文博院着名修复专家白荣金教授的指导下，分别采用套箱提取和分层提取的方式，成功地提取了两领甲衣与一顶胄。经过严谨、细致、科学的修复，终于使沉睡了2000余年的一顶石胄和一领石铠甲得以复原面世。
就在白荣金与其他考古队员对秦始皇陵园出土甲胄的工艺制作流程展开研究之时，秦始皇陵考古队的段清波、马明志等部分学者又组成调研小组，对甲胄的选材、取材、运材、加工片材、钻孔、打磨、抛光、连缀等环节分头展开调研。尽管这些学者们为此作了许多努力，但仍有不少疑问没有得到令人满意的破译。显然，秦始皇陵铠甲坑的面世，在给了世人以重大惊喜的同时，也将一串串谜团长久地留在了人们的心中。
