于是基地当即派遣飞机在周围搜寻，而根据科考队所说，他们沿着东边寻找时发现彭加木的脚印只向东走了三公里，而后突然又朝北走了一会，最后又掉头向西走了7.8公里。而最神秘的是，当队员们来到脚印消失的地方时，发现那里只有左脚的脚印，最终第一次搜救结束。
第二次搜救是在6月23日的时候，由中央领导下令展开的。于是在7月7日，部队兵分三路展开了了搜救，期间出动181人次 48辆汽车，飞机搜寻29 架次 飞机运送物资和人员40架次，空中搜索达100多小时，搜寻范围4000多平方公里，历时近一个月，但最终还是一无所获。
本来到此时基本可以断定彭加木已经身亡，但在10月11日时，香港《中报》刊登了一篇文章，上面说在美国华盛顿与彭加木结识三十多年的朋友周光磊，居然在一家饭馆里看见了他。然而当他上前询问的时候，这人却完全否认自己是彭加木。
事后有人说可能是认错人了，然而周光磊却说自己与彭加木相识30多年，而且一年前他们还见过面怎么可能认错。此话一出，美国 日本 等国家也先后报道了此事，也就是在这以后，关于彭加木事件的许多猜测也出来了。
其中最著名的便是叛国论，人们纷纷相信彭加木已经叛逃到了美国，也有人说他逃亡了苏联。之所以说他叛逃，是因为彭加木本身是一位不可多得的科学家，他不但解决了许多农作物病虫害，还精通化学。
因此为了搞清楚真相，中科院决定再组织一次大规模搜寻，此次的目的只有一个那就是死要见尸，因为他已经不可能活着了。
于是在11月20日到12月20日，一支由新疆军区独立5团、通信兵部队汽车56团、兰州407部队等八个单位组成的队伍，对彭加木失踪方圆1011平方公里的区域展开了真地毯式搜索，搜索队每两人间距不超过八十米，最后甚至用上了钉耙，几乎把土都翻了一遍。
然而最后别说尸体，就连一只鞋都没找到。至此官方彻底宣布了彭加木的死亡，但随着时间推移，许多人提出了自己的看法。第一个便是关于双鱼玉佩的，关于双鱼玉佩它本是一件文物，本来有两对四个，其中一对是对称的，而另一对却完全相反，就像人站在镜子面前一样。
