2001年3月10日，考古工作人員對雷峰塔地宮發掘現場四周進行了嚴密封鎖，除工作人員外其他人不得擅自闖入。雷峰塔地宮位于雷鋒塔遺址的塔心室正中，呈八角形、中心距離達40米的雷峰塔塔基和塔身第一層殘部從一萬多立方米的淤土中被清理了出來，并加蓋了防雨大棚以作保護。

雷峰塔地宮所在的塔心室正中還發掘了一個大坑，坑底有一塊已很殘破的面積約為0.9米×0.9米的蓋板，距離雷峰塔首層平面2.6米。蓋板上面還壓著一塊巨石，此巨石重約750千克。雷峰塔地宮的千年秘密就被它們層層壓著，而移開這塊巨石成為考古挖掘進展中的當務之急。

3月11日上午9時，地宮開啟工作正式展開。考古隊員拿來鐵鏈和轆轤用以提拉巨石。此轆轤可以承受3噸重的分量，看似簡單的考古工作，在實施過程中所有人都不敢掉以輕心，集中所有精力應對即將有可能出土的珍貴文物，如青銅器、紙類、絲綢類等。

當那塊壓在雷峰塔地宮洞口的沉重的巨石被挖掘人員小心翼翼地移開之后，一層浮土顯露出來，在這些浮土中間還埋有幾十枚刻有“開元通寶”字樣的錢幣，此為唐開元年間的錢幣，經專家推斷，這應該是在吳越國時流通的錢幣，在建造佛塔之時灑落錢幣屬于皇室宗教儀式。從夯土與大石板之間黏結的緊實度來看，此次應屬首次打開地宮之門，在這以前并未被盜過。

巨石移開之后，接下來的目標就是壓在巨石下面的大理石蓋板。蓋板四周有一層磚，蓋板原本鑲嵌在這層磚里，考古隊員細心地將每塊磚卸下，并在上面貼上標簽、編號，以作為復原地宮時的依據。

清理蓋板的工作順利完成之后，開啟地宮之門又近了一步。整座地宮呈長、寬、高均為一米的立方體，其中最引人注目的是位于地宮中央的鐵制的舍利函。

舍利函長寬均為32厘米，高50厘米，上面布滿銹跡。在鐵函與墻壁之間卡著一尊銅佛像，四周散落大量古錢幣，地宮內淤泥堆積嚴重，這可能與地宮曾經遭水淹有關，這給考古工作帶來難度。

15時，雷峰塔地宮出土8件文物，包括：兩面銅鏡、一個佛像底座、四個銅制的方形鑲嵌物等。這些文物造型精致美觀。15～16時，考古隊員拆除了地宮的一面磚墻，以確保在提取鐵函的過程中萬無一失。至此，考古隊員決定實行封閉性的挖掘以確保發掘現場的安全。一座精美的青銅佛像也隨之出土，高約 60～70厘米，一共有兩個底座，座上有一條龍，龍上還有一蓮花寶座，屬于國家一級保護文物。

22時后，更多的文物在接下來的考古挖掘中相繼出土，合計約34件。其中的腰帶扣和腰帶片經專家推斷，應該是屬于吳越國時期一條帶有裝飾物的皮質腰帶上的零件。

腰帶扣厚10厘米左右，腰帶片則為空心，可用物穿過套在衣物上作為一種裝飾。另外還有四件玉器，包括一只手鐲。

整個鐵函體積龐大，占了雷峰塔地宮2/3的面積，又因為其底部被淤泥掩埋，因此取鐵函的工作顯得困難重重。考古人員先是小心翼翼地扒開鐵函周圍的土層，一面用絲織品和紙制品包裹著的銅鏡引入眼簾。但外面的包裹物已經殘敗不堪，這與地洞內進水不無關系。不過我們依然可以從紙質品上看出上面的印刷圖案和一個古人手臂上面的裝飾物。