2001年3月10日，考古工作人员对雷峰塔地宫发掘现场四周进行了严密封锁，除工作人员外其他人不得擅自闯入。雷峰塔地宫位于雷锋塔遗址的塔心室正中，呈八角形、中心距离达40米的雷峰塔塔基和塔身第一层残部从一万多立方米的淤土中被清理了出来，并加盖了防雨大棚以作保护。
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雷峰塔地宫所在的塔心室正中还发掘了一个大坑，坑底有一块已很残破的面积约为0.9米×0.9米的盖板，距离雷峰塔首层平面2.6米。盖板上面还压着一块巨石，此巨石重约750千克。雷峰塔地宫的千年秘密就被它们层层压着，而移开这块巨石成为考古挖掘进展中的当务之急。
3月11日上午9时，地宫开启工作正式展开。考古队员拿来铁链和辘轳用以提拉巨石。此辘轳可以承受3吨重的分量，看似简单的考古工作，在实施过程中所有人都不敢掉以轻心，集中所有精力应对即将有可能出土的珍贵文物，如青铜器、纸类、丝绸类等。
当那块压在雷峰塔地宫洞口的沉重的巨石被挖掘人员小心翼翼地移开之后，一层浮土显露出来，在这些浮土中间还埋有几十枚刻有“开元通宝”字样的钱币，此为唐开元年间的钱币，经专家推断，这应该是在吴越国时流通的钱币，在建造佛塔之时洒落钱币属于皇室宗教仪式。从夯土与大石板之间黏结的紧实度来看，此次应属首次打开地宫之门，在这以前并未被盗过。
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巨石移开之后，接下来的目标就是压在巨石下面的大理石盖板。盖板四周有一层砖，盖板原本镶嵌在这层砖里，考古队员细心地将每块砖卸下，并在上面贴上标签、编号，以作为复原地宫时的依据。
清理盖板的工作顺利完成之后，开启地宫之门又近了一步。整座地宫呈长、宽、高均为一米的立方体，其中最引人注目的是位于地宫中央的铁制的舍利函。
舍利函长宽均为32厘米，高50厘米，上面布满锈迹。在铁函与墙壁之间卡着一尊铜佛像，四周散落大量古钱币，地宫内淤泥堆积严重，这可能与地宫曾经遭水淹有关，这给考古工作带来难度。
15时，雷峰塔地宫出土8件文物，包括：两面铜镜、一个佛像底座、四个铜制的方形镶嵌物等。这些文物造型精致美观。15～16时，考古队员拆除了地宫的一面砖墙，以确保在提取铁函的过程中万无一失。至此，考古队员决定实行封闭性的挖掘以确保发掘现场的安全。一座精美的青铜佛像也随之出土，高约 60～70厘米,一共有两个底座，座上有一条龙，龙上还有一莲花宝座，属于国家一级保护文物。
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22时后，更多的文物在接下来的考古挖掘中相继出土，合计约34件。其中的腰带扣和腰带片经专家推断，应该是属于吴越国时期一条带有装饰物的皮质腰带上的零件。
腰带扣厚10厘米左右，腰带片则为空心，可用物穿过套在衣物上作为一种装饰。另外还有四件玉器，包括一只手镯。
整个铁函体积庞大，占了雷峰塔地宫2/3的面积，又因为其底部被淤泥掩埋，因此取铁函的工作显得困难重重。考古人员先是小心翼翼地扒开铁函周围的土层，一面用丝织品和纸制品包裹着的铜镜引入眼帘。但外面的包裹物已经残败不堪，这与地洞内进水不无关系。不过我们依然可以从纸质品上看出上面的印刷图案和一个古人手臂上面的装饰物。