發現
北京人頭蓋骨化石1929年12月2日，在北京周口店龍骨山上，中國古人類學家裴文中首次發現了完整的、距今50萬年的北京人頭蓋骨。
1936年，在中國考古學家賈蘭坡的主持下，另外三個完整的北京人頭蓋骨和一個完整的人類下頜骨又相繼在周口店被挖掘出來。
1937年，日本發動侵華戰爭，考古工作被迫停止。
下落
落入日本說
北京人頭蓋骨模型1941年12月5日清晨，北京人頭蓋骨隨美國海軍陸戰隊登上了開赴秦皇島的專列。8日上午，列車按計畫抵達。在這一天，日軍突襲珍珠港，駐紮華北的日軍迅速占領了京津和秦皇島一帶的美國機構和設施，美國海軍陸戰隊的列車和軍事人員成為了日軍的俘虜，包括北京人頭蓋骨在內的物資和行李，一併成為日軍的戰利品。所有相關人士都認為，北京人頭蓋骨落在了日本侵略者手中。
但1942年、1943年之交日本派密探錠者繁晴來中國尋找未果，戰後，中國派名考古學家李濟先生作為使團高級顧問在日本尋找北京人頭蓋骨的下落，美國海軍司令斯脫特表示沒有任何根據證明北京人頭蓋骨在東京或者在日本。日本外務省民間財產局也表示頭蓋骨化石並沒有在日本被發現。
丟在中國說
在民間有過傳聞：美國公使館跟日本人玩了一出“調包計”，表面上，化石被送上專列押往秦皇島，暗地裡，卻被秘密送往天津，準備從天津出海。1980年秋，美國人類學家夏皮羅博士來到中國，他從美國海軍陸戰隊的檔案庫中查到：北京人頭蓋骨當年的確曾在天津的美軍軍營停放過。20世紀90年代，一名當年參加侵華戰爭的老兵在彌留之際透露：頭蓋骨化石就藏在北京城的中心。但挖掘成果令人失望：下挖近三米，沒有發現任何埋藏物。
在2012年出版的3月刊《南非科學雜誌》上，中國科學院古脊椎動物和古人類研究所專家以及南非的研究人員共同發表研究報告，稱發現了“北京人”頭蓋骨下落的新線索。他們根據二戰時期美國海軍陸戰隊士兵理察·鮑恩的回憶，得出了“北京人”頭蓋骨可能埋藏在中國秦皇島某地的一個停車場下的猜測。
隨“阿波丸”沉海說
1972年，時任美國總統尼克森首次訪華。除了在政治方面表示友好，經濟層面尋求溝通以外，尼克森一行還向中方提供了一份特殊的禮物：日軍“阿波丸”號沉沒在中國海域的具體方位和裝載貨物清單。美方希望和中國政府合作打撈“阿波丸”號。在關於“阿波丸”號的檔案中有記載：“阿波丸”號裡面裝有工藝品、藝術製品和貴重物品，這些都是在戰爭期間，日本從中國偷運出去的。根據專家推測，北京人頭蓋骨化石有可能就在“阿波丸”號上。1977年，一項後來被確定為代號“77·13”的工程正式啟動。工程目標：打撈“阿波丸”號，揭示歷史之謎。由於當時的技術條件和潛水員的體能所限，於1980年停止。在打撈上來的物品中，沒有發現與北京人頭蓋骨相關的任何線索。
