Эти легенды повторяли мусульманские историки, а в XIX в. о заброшенных городах узнали европейские учёные. Первые надёжные сведения представил в 1865 г. Мухаммад-и-Хамид, пандит, которого Монтгомери послал с тайной миссией в Яркенд.
Первым европейским исследователем, которому удалось добраться из Индии до Такла-Макана, был топограф Уильям Джонсон, который посетил засыпанный песком город близ Хотана. Среди тех, кто был зачарован обрывками сведений о том, что могут таить пески Такла-Макана, был чиновник гражданской службы в Панджабе сэр Даглас Форсайт. Вернувшись из миссии к правителю Кашгарии Якуб-бегу 1873 г., он отправил в Королевское географическое общество в Лондоне текст «О городах, похороненных в движущихся песках великой пустыни Гоби».
(О Такла-Макане тогда слышали немногие, и названием «Гоби» обозначали обе пустыни.) Форсайт поведал о статуэтках Будды и индуистского бога-обезьяны Ханумана, золотых кольцах и железных монетах времён Греко-Бактрийского царства I в. до н. э. Через год-два о заброшенных городах на окраинах Такла-Макана начали сообщать русские путешественники.
Первое открытие сделала в 1889 г. группа местных охотников за сокровищами, которые прорыли проход в загадочную куполообразную башню (буддийскую ступу) близ оазиса Куча. Внутри эти люди нашли кипы старых бумаг, мумифицированные трупы животных и загадочные надписи на стене. Бумаги они отнесли местному кази, у которого их купил хаджи Гулам Кадир. У него, в свою очередь, одну из рукописей (в составе 51 берестяного листа) купил британский разведчик Хэмилтон Боуэр, отправив Азиатскому обществу Бенгалии в Калькутту. Там письмена расшифровал англо-немецкий востоковед доктор Аугустус Хернл. Манускрипт был написан на санскрите письменностью брахми и повествовал о медицине и волшебстве. Он был составлен около V в. и оказался одним из старейших дошедших до нас письменных сочинений (что стало возможно благодаря исключительно сухому климату Такла-Макана). Позднее сам Хернл приобрёл у Гулам Кадира другие манускрипты. Остальные рукописи из ступы близ Кучи скупил русский консул в Кашгаре Петровский, который постоянно снабжал учёных в Петербурге предметами древности (некоторые из них выставлены в Эрмитаже). Хернл просил правительство Индии оказать содействие в приобретении антикварных вещей, и в 1893 г. политическим агентам в Шринагаре, Гилгите, Читрале, Лехе, Хорасане, Мешхеде и Кашгаре было предписано искать такие артефакты и пересылать их Хернлу в Калькутту.
Первой чисто археологической экспедицией в Китайскую Центральную Азию была поездка в Турфан русского учёного Дмитрия Клеменца в 1898 г. под эгидой Академии наук. Клеменц подтвердил существование руин вокруг оазиса, сфотографировал некоторые и привёз буддийские рукописи и фрагменты фресок.
Однако человеком, которому было суждено приоткрыть давние тайны Шёлкового пути, стал швед Свен Гедин — один из величайших путешественников в мировой истории. Несмотря на низкий рост и проблемы со зрением, он был решителен, силён и амбициозен. Наградами за заслуги его осыпали многие правительства. В Британии он получил рыцарское звание, степень почётного доктора Оксфорда и Кембриджа, две золотые медали Королевского географического общества. У него было около 50 опубликованных работ, переведённых на 30 языков, а среди его личных друзей были царь, кайзер, король Швеции, Гинденбург, Китченер и Кёрзон. Правда, когда в 1952 г. он умер, о нём почти забыли. Это связано с тем, что во время обеих мировых войн Гедин занял бескомпромиссную пронемецкую позицию.
Первая экспедиция Гедина по Китайской Центральной Азии началась в феврале 1895 г., причём путешественник не обогнул пустыню, а углубился в неё, что было чрезвычайно опасно. Уже первая поездка в Такла-Макан едва не стала для Гедина последней, когда у его экспедиции кончилась вода и два спутника умерли.
В декабре 1895 г. Гедин начал вторую экспедицию, вновь выехав из Кашгара на восток. В Борасане близ Хотана он нашёл или приобрёл у местных охотников за сокровищами около 500 предметов древностей (терракотовые фигурки Будды, людей и верблюдов, рукописи, монеты). Близ реки Керия экспедиция набрела на развалины с фресками, изображавшими Будду и буддийских божеств. Гедин понял, что наткнулся на утерянную буддийскую цивилизацию, описанную Фа Сянем. Не будучи профессиональным искусствоведом, он, тем не менее, сумел отличить в иконографии индийское, гандхарское, персидское и греческое влияние. У самой реки Гедин обнаружил ещё один занесённый песком город, который местные жители называли Карадонг, «Чёрный холм». Вернувшись в Хотан, Гедин отправился в Тибет, откуда через Пекин и по Транссибирской магистрали вернулся в Швецию, где обнаружил, что уже знаменит.
Величайшее археологическое достижение ждало Гедина во время его третьей экспедиции в сентябре 1899 г. — открытие древнего китайского гарнизонного города Лоулань. Экспедицию финансировали король Швеции Оскар и миллионер Э. Нобель. На этот раз Гедин отправился на лодке по реке Тарим, чтобы найти блуждавшее по пустыне солёное озеро Лобнор. Однако в начале декабря река замёрзла, и двигаться пришлось пешком. Температура по ночам иногда падала до -22°, и постоянно шёл снег. Заехав в Тибет и потеряв там одного человека, 10 лошадей и 3 верблюда, Гедин вернулся к обнаруженным в пустыне Лоб деревянным руинам. Вскоре его люди наткнулись на куски дерева и обрывки древней бумаги с индийским письмом и китайскими иероглифами. Всего было найдено 120 деревянных документов и фрагмент древнего ковра со свастикой. Учёные прочитали найденные Гедином носители информации и восстановили повседневную жизнь древнего города, получив массу сведений от бытовавших там наказаний неплательщиков налогов до школьной таблицы умножения.
Тем временем на другом конце Такла-Макана первую из своих трёх археологических экспедиций по Шёлковому пути начал другой знаменитый путешественник — Марк Аурел Стайн. За время его экспедиций, продолжавшихся 16 лет, из Китайского Туркестана было привезено произведений искусства и рукописей на целый музей. Это принесло Стайну ненависть китайцев, которые до сего дня считают его главным среди тех «чужеземных чертей», которые лишили их памятников родной истории. Стайн проехал по Китайскому Туркестану 25 тыс. миль. С Гедином у него было много общего, но имелось и существенное различие. Стайн был блестящим востоковедом, который хотел проверить на практике определённые выводы. Гедин был квалифицированным картографом и просто археологом, что сближает его с великим русским путешественником Пржевальским.
Стайн родился в 1862 г. в Будапеште в еврейской семье, но был крещён. Со школьных лет он был очарован кампаниями Александра Великого; возможно, как венгерских востоковедов Ксому де Кёрёша и Арминиуса Вамбери, Центральная Азия подсознательно манила его преданием, согласно которому венгры происходят от гуннов. Изучив восточные языки в университетах Вены и Лейпцига и защитив диссертацию в Тюбингене, Стайн три года провёл в Оксфорде и Британском музее.
В мае 1900 г. Стайн с четырьмя азиатскими спутниками выехал из Шринагара в Кашгар. В местечке Дандан-уйлык он обнаружил разграбленный буддийский храм с фресками, а в нём несколько потхи — индийских рукописей, в которых страницы скреплялись с помощью бечёвки. Всё это были санскритские тексты буддийского канона, иные из которых датировались V–VI вв. Там же Стайн нашёл китайскую монету VIII в. и свитки на китайском.
В январе 1901 г. Стайн проследовал к р. Керия, а затем к развалинам города Ния, где обнаружил сотни деревянных табличек с надписями чёрными чернилами на одном из индийских пракритов письменностью кхароштхи. На иных были глиняные печати, где археолог с изумлением узнал Афину Палладу и других греческих божеств. В Раваке к северу от Хотана он обнаружил полузасыпанную песком большую ступу, вокруг которой лежали отбитые головы статуй Будды и боддхисаттв.
«Между тем в антикварных кругах Европы открытия первой экспедиции Стайна вызвали сенсацию. Это были свидетельства прежде неизвестной буддийской цивилизации, прозябающей на задворках мира, но обладающей собственными замечательными искусством и литературой. До тех пор археологи интересовались почти исключительно классическими, древнеегипетскими и библейскими местами раскопок. Центрально-азиатская археология была чем-то новым» [36] . В 1901 г. на 13-м международном съезде востоковедов в Гамбурге была принята специальная резолюция с поздравлением Стайна с его открытиями. Она помогла ему добиться у правительства Индии средств на вторую экспедицию и привлекла внимание к региону востоковедов Парижа, Берлина и Петербурга.