1901年3月4日到10日，瑞典地理学家斯文•赫定雇中国农民在楼兰城中十三处遗址内随意发掘，取得了大量汉五铢钱、精美的汉、晋时期丝织物、玻璃器、兵器、铜铁工具、铜镜、装饰品、料珠、木雕艺术品，具有极高史料价值的汉晋木简、纸质文书即达270多件；随斯文•赫定而至的斯坦因在楼兰古城又发掘了大量文物，仅汉文文书就达349件，不少文书均有纪年，最晚的纪年为晋建武十四年(公元330)，其它还有一件栗特文的文书。
　　日本桔瑞超在这里获得了汉文文书44件，其中最著名的当推国内外史学界十分熟悉的西域长史李柏写给焉耆王的信稿。如此丰富的文物资料，极大地推动了楼兰史的研究。　
　　历史上炫赫一时的楼兰，实际不过是每边长330多米的一个小小的城垣，城墙围成方形，透露着与黄河流域文化观念相通的精神。
　　城墙已在长期的东北季风中断离残破，但城内高达十米的佛塔，土垣造就的三间房，相去不远出土过大量魏晋木简、文书的西域长史府故址，一间间以木为梁架、以红柳作墙垣的民居，都还傲然挺立在古城之中，诉说着曾经有过的历史沧桑。
　　自古城西北进入、东南斜出的古河道，源自孔雀河支流，这是当年楼兰居民的生命之源，如今还依稀可辨，大略保持着当年的面目。
　　考古学者在楼兰城内发现了晋代汉文木简、大量汉代钱币、罗马风格的玻璃器、汉式陶甑、一枚贵霜钱，在城郊汉墓中发现了大量来自黄河流域的丝绸织锦，也有西亚风格的毛布。
　　最近，在楼兰城北二十多公里处还新发现一具彩绘云纹、花卉、朱雀、玄武的彩棺，透示着浓烈的汉文化色彩，而墓葬主人穿的棉布长袍、棺上覆盖的狮纹图案地毯，也保存完好。
　　由楼兰往西北走，在孔雀河谷的营盘，发掘出土了保存完好的古代墓葬，人体已成干尸，棺上同样见到狮纹裁绒地毯，主人穿着人兽纹毛布袍，足穿绢面贴金毡靴。人兽纹长袍、狮纹地毯，其装饰图案明显具有西亚艺术的精神，说明楼兰及继后的鄯善王国在联络中西经济、文化交流的丝绸之路上具有非同一般的地位。