这次考察对我国科学家来说是仓促上阵，从签协议到出发不足半个月，谈不到做准备。徐旭生不顾旅途劳累，经常在烛光下翻阅历代典籍，如《汉书》《后汉书》《晋书》《隋书》《旧唐书》中的地理志，以及《西域图志》《新疆图志》《圣武纪》《蒙古游牧记》等书，详细查找所经地区的有关资料，以指导考察，特别是为考古工作指出方向。他的渊博学识赢得了中外团员的敬佩。

斯文赫定感叹地说：“真没想到中国有这样好的学者，”“要是只是我一个或者同着一些西洋人旅行，最多也只好在归来后找欧洲的‘中国通’才能求得2100年前在噶顺绰尔表演着的历史遗事的说明；我现在不只是有书，还有学者指示我，随时都能知道我所愿知的一切。”

徐旭生正直的为人，不亢不卑的态度，坚定不移、不畏艰险的精神更使团员们折服。当考察团几乎陷入断粮、缺水、骆驼倒毙，斯文赫定又病倒在沙漠……绝境的情况下，徐旭生毅然带队前进，并写下豪迈的诗句：“时景虽严吾当行，猛进不需愁途穷。”他的沉着冷静，增强了团员们的信心，鼓舞他们去战胜困难。斯文赫定感慨地说：“我们的景况愈是阴沉，而徐教授的自信和宁静也愈是强大，在我们经历的艰难时期中，他表现出完全能驾驭这环境的神情。”

在这包括中国、瑞典、德国、丹麦四个国籍的团体中，不产生矛盾是不可能的，何况不少欧洲人对中国还带有不同程度的偏见。在进入新疆时，当地政府要求检查行李，封存武器，然后才能放行。几名德国团员拒绝检查，遭到徐团长严词驳斥，他们虽然不得不服从，却对他大为不满，甚至拒绝同中国团员同桌进餐。直到斯文赫定赶到，严厉批评了他们，问题才得到解决。

入疆以后，军阀内讧，政局十分混乱，地方政府对考察团疑虑重重。徐旭生襟怀坦荡，对待各派势力以诚相见，决不介入地方纠纷；并严格要求中外团员不得就军阀内讧表态；对于地方当局的无理要求据理力争，使科学考察团按计划完成任务。斯文赫定因病中途回国，整个工作全靠他一个主持。

领导核心的相互信任，保证了全团的团结合作，考察期限由2年延至6年（1927~1933），在我国西北部约460万平方公里的区域内进行多学科考察，绘制地图，取得了轰动国际学术界的考察成果；中国科学家的工作赢得了崇高声誉；中瑞双方考察报告及研究成果的出版发行从20世纪30年代一直延续到80年代，影响巨大。出发才一个多月，我国年轻的地质学家丁道衡就发现了白云鄂博大铁矿。

当时徐旭生就估计道：“或将成为我国北方的汉冶萍。”目前，在白云鄂博铁矿的基础上建立了生产能力巨大的包钢，而且在矿区发现有丰富的稀土矿藏，使包头成为全国最重要的稀土金属产地。另一轰动世界的新闻是地质学家袁复礼教授在新疆发掘出包括7个新种的72具二齿兽、恐龙等古爬行动物化石，使我国的古生物研究跃上一个新台阶。著名古生物学家杨钟健认为，“此其重要，殆不在中国猿人之发现以下。”

袁复礼为此获得瑞典皇家科学院颁发的北极星奖章。直到现在中外科学家还在沿着袁教授的足迹不断探索。黄文弼是我国第一个入疆考察的考古学家，他考察了高昌等古代遗址，还穿过和绕行浩瀚的沙海——塔克拉玛干大沙漠，发表了《高昌砖集》《高昌陶集》《吐鲁番考古记》《罗布绰尔考古记》等专著，现还被译成日文出版。瑞典的贝格满博士在属于古居延的额济纳河流域，发掘出上万枚汉简，这就是闻名于世的“居延汉简”。这批国宝，抗日战争期间，经香港辗转到美国，现存台湾。

1972~1974年，在原简发现地又出土汉简2万多枚。这3万多枚居延汉简是研究汉代文化的珍贵考古资料。

1980年，中华书局出版了《居延汉简甲乙编》。植物学家刘慎谔博士采集标本4000多号，归来主编了《中国西北地区植物地理概要》及《中国北部植物志》。经过这次考察，中国新疆地区第一次留下了完整的现代气象记录。我国青年学者李宪之根据自己的观测结果，研究出东亚寒潮的途径，为20多年后的云图所证实，他因此项研究获柏林大学博士学位。

考察团的实地考察，解决了当时国际地理学界争论不休的罗布泊位置问题，证明了罗布泊是随塔里木河的改道而改变位置的迁移湖。这是斯文赫定的重要学术贡献。最令人兴奋的是，历史上第一次把全部采集品留在我国。当徐旭生1929年与斯文赫定一道返回，在北平、南京各大学作考察演讲时，受到学术界空前热情的欢迎。《大公报》报道说，“楼上楼下均无隙地，听众踊跃情况为历来集会所未有”，“唤起学术界之倾倒”。徐旭生在一次演讲中谈到新疆矿产丰富，特别是蕴藏着大量的石油，如果不改变国防空虚、科学落后的情况，必将成为帝国主义列强的觊觎之地。1931年，《徐旭生西游日记》出版。

徐旭生由于对考察团的组织领导，获得以瑞典国王名义颁发的勋章。我国政府为这次考察出纪念邮票一套——这是我国第一次为学术界出版发行纪念邮票。

徐旭生的后半生辛勤耕耘于史学领域。1933年前往西安，组织了西北地区第一个考古机构陕西考古会。主持宝鸡斗鸡台遗址的发掘工作达数年之久。写有《陕西渭河附近考古调查报告》《陕西最近发现之新石器时代遗址》等学术论文。

从1932年起，他开始探索中华民族的形成问题，专心研究中国古史传说，并著有《中国古史的传说时代》一书。他认为，中国古代部族的分野，大致可分为华夏、东夷、南蛮三个集团。这三大集团相互斗争，后又和平共处，终于完全同化，渐次形成后来的汉族。其中经历三大变化：一是华夏族与东夷族渐次同化；氏族林立的中国渐次合并，形成若干大部落。二是黄帝死后，高阳氏出现，这已是民族社会末期，生产力有所发展，贫富分化，劳心与劳力分工；而帝颛顼的“绝地天通”的宗教改革，对后来有很大影响。三是大禹治水后，氏族制度逐渐解体，变成了有定型有组织的王国。?

我国历史上第一个朝代——夏朝早在公元前22世纪末就建立了。但长期以来，夏代却是考古方面的一大空白点。徐旭生根据文献记载，经过认真细致的研究，在《略谈研究夏文化问题》一文中明确指出，有两个地区应该特别注意：一是豫西地区的洛阳平原以及嵩山周围，尤其是颍水谷的上游登封、禹县一带；二是山西省西南部分汾水下游一带。1959年夏，72岁高龄的徐旭生亲自奔赴豫西地区，对“夏墟”进行实地调查，踏察了告成、石羊关、阎砦、谷水河、二里头等重要遗址，写成《1959年夏豫西调查‘夏墟’的初步报告》。

1964年春季，他又亲临偃师二里头工地，具体指导遗址的发掘工作，探察期间，他谢绝地方政府的照顾，每去一地，随身带着一小卷铺盖，和年轻人一起坐硬座，住工棚，吃普通伙食，误了吃饭时间，就买点红薯馍馍充饥，常常一天步行40多里。有一次遇上大雨，人们劝他坐大车，他不同意，坚持脱鞋光脚在泥泞路上步行。不管白天多么劳累，他晚上都要坚持在煤油灯下，详细地记录调查收获和心得，他这种不畏艰辛，一心为科学事业的雄心，愈老愈坚。尔后，二里头、告成、下冯、陶寺等遗址先后发掘。目前，属于二里头文化的遗址已发现一百多处，正式发掘的一二十处，取得了巨大考古成果。徐旭生不愧为夏文化探索的开拓者。

徐先生的精神感人至深。与他一起工作多年的黄石林在《徐旭生先生传略》中写道：“徐老的一生勤奋好学、博览群书，是一位渊博的学者。他的为人正派、耿直、真诚、朴素，处处都是我们的表率。他那慈祥和蔼的学者风度，为学术研究而辛勤努力，工作上认真负责，治学上严谨求实，堪称一代师表，是我们永远学习的榜样。”