1937年，由于日本帝国主义全面发动了侵华战争，周口店的发掘工作被迫中断。当时已发现的北京人头盖骨共有5个，此外还有头骨碎片、面骨、下颌骨、股骨、肱骨、锁骨、月骨等以及牙齿147颗。这些珍贵的标本，于1941年12月太平洋战争爆发前后，全部在几个美国人手里弄得下落不明。
    中华人民共和国成立后，周口店的发掘得到恢复。多次发掘，又发现北京人的牙齿5颗，下颌骨一具。1966年还从靠顶部的堆积中发现一个残破的头盖骨。此外，又从1937年前发现的碎骨中认出一段上臂骨和一段胫骨。如果把前后的发现都计算在内，总共得到了属于40多个个体的北京人化石。同时，发现了不下10万件石制品，以及丰富的骨器、角器和用火遗迹。北京人遗址的材料，在全世界发现的同一阶段人类遗址的材料中，是最丰富也是最系统的，为研究旧石器时代早期的人类及其文化提供了可贵的资料。
    民国初年，中国局势混乱，先有军阀混战，紧接有日本侵华，政局动荡不安。当时周口店遗址出土的化石，包括“北京人”头盖骨化石，都存放在由美国人开设的北平协和医学院内。由于美国当时还是中立国，协和医学院可算是安全之所。但随着日美关系逐渐紧张，“北京人”的安全问题备受关注。
    当时有三种选择：一是把化石留在北京，找一个妥善地方秘密收藏；二是运往当时未被战火波及的大后方重庆；三是运往美国，待战争结束后送回中国。经过长时间的讨论，最终采取了第三个方案。工作人员于是将所有化石，共装了一大一小两个木箱，送到美国大使馆，准备由美国海军陆战队护送，用火车运到渤海湾海岸的秦皇岛，然后转乘“哈里逊总统号”运到美国。但火车启运后三天，日本舰队偷袭美国军港珍珠港，太平洋战争爆发。日军迅速占领美国在华设立的各种机构，那列载有“北京人”化石的列车也在秦皇岛被日军截获，而“哈里逊总统号”亦在海上遭日军攻击，在长江口附近搁浅。自此以后，“北京人”化石便消失了踪影。
    当“北京人”化石失踪的消息传开后，各国竞相搜寻。其中截获专列的日本人报称在天津找到北京人的踪迹。但当监证人员到达天津，即被告知消息有误，找到的东西与“北京人”无关。自此日本人再没提起“北京人”化石的下落，搜索工作亦画上了句号。经过多年的查探，“北京人”的踪影始终无法找到。
    直至二十世纪七十年代，美国学者夏皮罗在《北京人》一书中引述了纽约市医生威廉•弗利提供的新线索。原来弗利医生在海军陆战队服役时曾到中国，并参与运送“北京人”化石的任务。当日军占领美军军营后，弗利医生被困天津城内，并收到了装有化石的手提箱。他意识到自己的处境岌岌可危，于是将手提箱分散贮存，交给可靠的人来保管。其中一部分送到天津的瑞士货仓，剩下的交给了他的两位中国朋友。弗利医生后来被日军俘虏，在北海道过了几年战俘生活，战争结束后才返回美国。
    由于事隔已久，弗利医生对很多细节已经记忆模糊，甚至未能确定箱子的具体数目。但他提供的新线索，重燃了人们寻找“北京人”化石的希望。十多年以后，夏皮罗到天津旅行，曾四处打探“北京人”化石的消息。他在中国的朋友告诉他，那些箱子曾辗转放到美国海军陆战队兵营大院第六号楼地下室的木地板下。当年的兵营旧址，经过多次易手，现已改建为天津卫生学校的校舍，而六号楼已在1976年的唐山大地震中塌毁，重建后改为操场。但据该校的员工回忆，昔日六号楼地下室只有水泥地面，并没有木地板。结果，夏皮罗此行没有收获，“北京人”化石始终无法寻回。
    究竟是弗利医生、夏皮罗友人的记忆有误？抑或“北京人”根本不在中国境内呢？“北京人”化石现流落何方呢？这种种问题，至今仍然是个谜。