Năm 1974, một phần hầm mộ được khai quật. Đầu tiên là đường hầm Binh mã dũng số 1. Các nhà khảo cổ ước lượng có đến 8000 tượng làm bằng đất sét gồm có quan văn, quan võ, binh lính và ngựa những người thân cận và trung thành với Tần Thuỷ Hoàng.Năm 1994 tiếp tục khai quật đường hầm số 2. Đây được coi là "tinh hoa trong tinh hoa" của Binh mã dũng, chứa đựng trận thế kị binh và các cung thủ với các tư thế bắn tạo hình phong phú, tính nghệ thuật cao.

Tuy nhiên việc khai quật lăng mộ gặp rất nhiều khó khăn: vượt qua lớp thủy ngân bao bọc (nồng độ gấp 280 lần so với mức bình thường), phải di chuyển một khối lượng đất khổng lồ, mực nước ngầm dưới lòng đất khá cao. Quan trọng nhất là việc bảo quản các văn vật được đào lên. Các tượng binh mã khi vừa đào lên thì có màu sắc riêng biệt, sau thời gian đều bị phai nhạt hết. Vì vậy bảo quản bằng phương pháp "đông khô" để tránh nứt, vỡ, phai màu. Hiện vật đào lên được đưa ngay vào hầm lạnh -40 độ C để tạo lớp băng mỏng bao bọc, sau đó bảo quản lâu dài trong kho chứa. Trước khi khai quật không quên dựng một nhà bảo quản khổng lồ bao toàn bộ khu lăng mộ. Vì vậy muốn khai quật toàn bộ khu lăng mộ thì phải tốn hàng trăm triệu đôla Mỹ. Cuộc khai quật được tiến hành trong nhiều năm. Những hiện vật phát hiện được là những tư liệu quý về lịch sử Trung Quốc thời Tần Thuỷ Hoàng.