1937年初夏梁氏夫婦發現的他們早就夢寐以求的進階獎賞——一座尚存的唐代木結建構築，是他們作為中國建築史學者的最高成就。
他們到五台山地區的旅行是由他們對法國漢學家伯希和所寫的《敦煌石窟》一書中披露的117号洞中兩張唐代壁畫的研究引起的。這兩張壁畫描述了佛教聖地五台山的全景并指出了每所寺廟的名字。梁氏夫婦屢次遭遇到有名的或富有的佛教寺廟在漫長歲月中重建或整個改建的失望，使他們改而準備尋找那些無名的建築。為此梁思成給圍繞整個山嶽地區的道路繪制了地圖。這個決定對他們日後的成功是非常重要的。
思成、徽困和莫宗江1937年6月坐火車到了山西境内離他們的目标最近的城市太原。從太原往北，頭80英裡他們坐汽車很舒服，但半路上就換了馱子，一前一後由兩匹騾子擡看到了五台山。
順着這“非正常的”路途隻走了幾英裡，他們就來到了他們的第一個發現的跟前，後來這成了他們最偉大的一個發現。這就是建于公元857年的佛光寺。“寺院是建在山邊一處很高的台地上，面對着前面的天井，周圍有三十棵很老的松樹。它是一座很雄偉的建築物。總共隻有一層高，它有巨大、堅固和簡潔的鬥拱，超長的屋檐，一眼就能看出其年代之久遠。在一個很大的平台上，有一尊菩薩的坐像，他的侍者們環他而立，猶如一座仙林。在平台左端，坐着一個真人大小的着便裝的女人，在仙人叢中顯得非常渺小猥瑣。和尚們告訴我們，她就是篡位的武後。整個塑像群，盡管由于最近的裝修而顯得色彩鮮豔，無疑是晚唐時期的作品。
但如果泥塑像是未經毀壞的原物，那麼庇蔭它的房屋必定也是原來的唐構。
因為重修房子必定會損壞裡面的一切。
“第二天開始了仔細的調查。鬥拱、梁架、藻井以及雕花的柱礎都細看過了。無論是單個或總體，它們都明白無誤地顯示了晚唐時期的特征。
但是我的最大驚喜是當我們爬進藻井上面的黑暗空間時産生的。我在那裡看到了一種屋頂架構，其做法據我所知隻有在唐代繪畫中才有。使用雙‘主椽’（借用現代屋頂架的術語），而不用‘王柱’，這和後世中國建築的做法全然不同，大大出乎我們的意料。
“這個‘閣樓’裡住着好幾千隻蝙蝠，它們聚集在脊檩上邊，就像厚
厚的一層魚子醬一樣，這就使我無法找到在上面可能寫着的日期。除此之外，木材中又有千千萬萬吃蝙蝠血的臭蟲。我們站着的頂棚上部覆寫着厚厚的一層塵土，可能是幾百年來積存的，不時還有蝙蝠的小屍體橫陳其間。我們戴着厚厚的口罩掩蓋口鼻，在完全的黑暗和難耐的穢氣中好幾個小時地測量、畫圖和用閃光燈照相。當我們終于從屋檐下鑽出來呼吸新鮮空氣的時候，發現在背包裡爬滿了千百隻臭蟲。我們自己也被咬得很厲害。可是我們的發現的重要性和意外收獲，使得這些日子成為我多年來尋找古建築中最快樂的時光。
“原先大廳的牆上一定都有壁畫。但是唯一儲存下來的建築的壁畫部
分是‘中楣’——過梁上邊和鬥拱之間的膏泥部分。各部分的中楣繪畫水準各異、而且顯然是不同時期的作品。有一幅帶花邊的畫着一些菩薩，注明的日期相當于公元1122年。旁邊還有一幅，畫着一個菩薩和他的侍從，在日期上肯定更古老，藝術價值也更高。這一幅和敦煌石窟壁畫的相似性是最驚人的。它除了唐朝之外不可能是其它時期的作品。盡管隻是一小塊牆皮，又在一個不顯眼的地方，但這是我所知道的在敦煌石窟以外的中國本土唯一現存的唐代壁畫。“我們在大廳裡工作的第三天，我妻子在一根粱的根部下面注意到有中國墨的很淡的字迹。這個發現對我們大家的影響有如電擊一般。沒有比實際寫在廟的梁上或刻在石頭上的日期更讓人歡喜的東西了。那富麗堂皇的唐代建築已在面前——但我怎樣報道它的建造日期呢？唐朝從618年一直延續到906年。現在這帶有淡淡字迹的木頭即将提供給我盼望已久的答案。當我們大家忙着想辦法在佛像群中搭起腳手架以便清洗梁柱和就近審視題字時，我妻子徑直去工作了。她把頭盡量往後仰，從下邊各個不同角度盡力辨識梁上的文字。經過這樣的一番艱苦努力，她認出一些隐約的人名，還帶有長長的唐朝官職。其中最重要的是最右邊的那根梁上，當時依稀可辨的是：‘佛殿主女弟子甯公遇’。“施主是個女的！這位年輕的建築學家，本身是個女人，将成為第一個發現中國最希奇的古廟的人，而該廟的施主竟然也是個女人，顯然不是一個偶然的巧合。她生怕會由于生動的幻覺而誤識了不易辨識的字。但她記得她在外面台階前經幢石柱上看到過類似的帶官職的人名。她離開大殿，想去核實她在石柱上看到過的刻字。她大喜過望地發現，除了一大串官名以外，石柱上赫然寫着同樣的句子：’佛殿主女弟子甯公遇‘。石柱上刻的年代是’唐大中十一年’，相當于公元857年于是我們明白了：那個身着便裝、謙恭地坐在平合一端的女人，并不是像和尚們說的是‘武後’，而正是施主甯公遇夫人本人。
“假定經幢石柱是在大殿建成後不久就豎起的，整個建築的日期就可以近似地确定。這比在此以前發現的最古的木結構還要早一百二十七年。
這是我們這些年的搜尋中所遇到的唯一唐代木建築。不僅如此，在這同一座大殿裡，我們找到了唐朝的繪畫、唐朝的書法、唐朝的雕塑和唐朝的建築，它們是稀世之珍，但加在一起它們就是獨一無二的。
梁氏夫婦和莫先生在佛光寺工作了一個星期，他們察看、大量、照相，并且對整個建築群做了詳細的記錄。在離開寺院之前，思成把他的發現給山西省當局寫了報告。他和徽因向住持告别時情緒很高，答應明年再來，還要帶政府的資助來進行大規模的修繕。他們對五台山較開通的地區做了一般性的調查，但沒有發現什麼值得進一步調查的建築物。最後他們坐着騾馱子從北麓離開五台山到代縣去，這是“一座計劃得極好的城市”，他們在巨大發現之後的狂喜心情中在這裡暫時住下來。他們需要一段休整時間，以便好好組織和回顧一下他們收集到的大量材料。
“我們在那裡，”梁思成寫道，“心情愉快地工作了幾天。7月15日傍晚，我們在辛苦工作一天之後得到了一捆報紙，那是從太原帶過來的，因為公路被水淹延遲了幾天。當我們回到帳篷裡躺在帆布床上讀報的時候，赫然在目的大标題是：‘日軍猛烈進攻我平郊據點’，戰争爆發已一星期了。經過一些困難和繞道（經由大同），我們回到了北平。”
七·七事變日——1937年7月7日，在北京人的記憶中是苦難的一天。這一天，日本人最後采取了占領北京、并企圖征服整個中國的行動。開始是日本軍隊和當地中國駐軍在北京郊外的蘆溝橋發生遭遇戰。這是和他們在滿洲的初次行動相似的日本僞裝，意圖是想讓這種全面侵略和征服在世人面前顯得是不可避免的行動。當地軍隊在接下來的幾周内繼續抵抗，可得不到蔣介石的接濟，他躲在南京，把他經過德國人訓練的軍隊留起來，作為将來一個沒有說明的時候進行抵抗之用。7月29日，北京被日本人占領，戰鬥停止。
當他們沿北路躲開日本和傀儡軍隊繞道回家時，梁氏夫婦的情緒從勝利一下子變成了絕望。但他們兩人都是活動家。目前的危機要求他們作出規劃和決定，使他們很少有時間沮喪。他們的全副精力都用于解決這樣一些問題：我們将到哪裡去？什麼時候走？哪些是我們的必需品，哪些是兩個孩子的、哪些是外婆的？我們怎樣整理東西了哪些要留下——不僅是東西，還有仆人、親戚、朋友和責任？從1935年秋天就開始了的整理行裝，現在急切地完成了。
思成當然對如何儲存營造學社的寶藏極為關心，包括圖畫、照相底片和照片、模型、研究筆記、檔案和圖書。由于營造學社的創始人朱老先生仍然沒有離開北京的意思，學社的未來，如果有的話，就要靠思成自己了。是以，當徽因忙于家務的時候（搜尋和整理，燒掉一些剩餘物品一送掉或賣掉另外一些，而把其餘大部分都扔掉），他就和劉敦桢以及其他同僚合作，把學社最重要的材料打好包，送到一個地方儲存起來。這些材料包括所有的底片，但他把照片和基本資料都帶着，希望今後還能用得着。他還把他寫的關于他的發現的幾篇英文論文寄給我以供發表。
遙遠的西南省份雲南的昆明是他們首選的避難地。同時，北京地區兩個名牌大學——北大和清華的代表和天津的重要的大學南開大學，決定把他們的教職員、學生和能夠遷去的裝置并在一起，建立一個“流亡的”聯合大學。他們有一個莊嚴的目标，這就是要挫敗日本軍國主義者想要限制被征服民族智力發展的圖謀——這種圖謀在他們對北韓、台灣和滿洲的政策中已暴露無遺。近期計劃是在中部的城市湖南長沙建立聯合大學。
北京的8月是一個緊張的準備、收拾行裝、同親人商量和等待那适當和可能的時刻離開的月份。但是當思成被日本當局要求組織一個日中友好協會的時候，時間就突然沒有了。荒謬絕倫！難道說他們以為他兒時在日本度過十年的時光就會把他變成一個馴服工具嗎？顯然他必須在他們禁止他離開之前趕快走。