1900年，瑞典探險家斯文·赫定在沙漠中找到了消失近兩千年的樓蘭古城，一時間，舉世震驚。赫定發掘了扜泥城內13個點，獲取大批漢魏和羅馬古錢幣、具有中亞希臘化風格的建築木雕、兩枚木簡，大量魏晉木簡，精美的中原絲織品等150餘件。
1906年和1914年，英國考古學家斯坦因兩次到樓蘭進行大規模的考古，將樓蘭遺址逐個編號，初次揭開樓蘭古文明全貌。並發掘出兩具樓蘭男性頭骨。
1908年和1910年，日本大谷光瑞考察隊橘瑞超兩次到樓蘭考察，考察隊中沒有一名考古專業人士，經過破壞性發掘後，發現「李柏文書」。
1927年，斯文·赫定組織中瑞西北考察團再次光顧樓蘭，發掘出一具女性木乃伊，因其衣著華貴，被稱為「樓蘭女王」。考察團中方考古學家黃文弼因孔雀河水擋道，未能到達樓蘭。
1934年，中國學者陳宗器隨中國西北科學考察團考察樓蘭古城。
1934年夏天，瑞典考古學家貝格曼考察樓蘭，找到一具被認為是「世界上保存最完好的木乃伊」，並發現了最靠西的漢代烽火台。
1964年10月16日，中國第一顆原子彈在羅布泊爆炸成功，樓蘭成為軍事禁區。
1979年，借中日合拍《絲綢之路》的機緣，中國考古學家乘直升機第一次到達樓蘭，中國學者在樓蘭被發現半個多世紀後，才實現到樓蘭考古的夢想。
1979年12月22日，新疆考古學家王炳華帶領的考古隊發現古墓溝墓地。這次發現具有劃時代的意義，將樓蘭文明推至3800年前的青銅時代。
1980年，新疆女考古學家穆舜英發現一具保存完好的女性乾屍，被稱為「樓蘭美女」。
1980年至1988年，新疆文物考古研究所對樓蘭地區古遺址進行了大規模普查，發現許多新石器遺存。
1995年，新疆文物考古研究所組織對位於樓蘭西北的營盤古墓進行發掘，出土採集文物400件，並出土完好男屍一具。
1998年，新疆文物考古研究所在古樓蘭的一處墓葬中，發現了兩具時代不同、人種不同的乾屍，一具是六個月大小的嬰孩，一具是男性老者。
2003年，新疆探險家趙子允先生率隊進樓蘭，發現了樓蘭彩棺和精美的墓中壁畫，震驚了全國。經隨後趕到的考古專家鑒定，此處是一個重要遺址，墓主人身份很高，但是否是樓蘭王陵還很難判定。