1987年4月13日，考古队连夜清理后室。一件件稀世珍宝小心翼翼地在人们手上传递着。清理工作即将结束时，意想不到的情况发生了。
工作人员发现，后室的土层好像被动过。挖开土，一个密龛显露出来，密龛里藏着一个包裹，里面又是一个铁函。为什么惟独这个包裹被埋在土里？5月4日，法门寺地宫文物的最后清理工作开始进行，由中科院研究员王孖和考古学家韩伟主持。谁都不会想到，那个沉甸甸的宝函里套着一重又一重的宝函。直到第七重，里面是镶满珍珠的金质宝函，宝函里是一座宝珠顶小金塔。第八重是个纯金塔，打开后，金座子上有个像手指一样的银柱子，上面还有白花花的东西。佛骨问世了！专家对比后，大家都跳起来了，这就是传说中的佛舍利。但这仍然是玉制仿制品。
之后，人们的注意力再次转到密龛里发现的铁函上。为了万无一失，考古专家们对其进行了透视。X光机扫描的结果，确定铁函内有异物。1987年5月10日，韩伟打开了铁函，首先映入眼帘的是一大一小两颗水晶珠，下面是一个被丝绸包裹的镏金函。镏金函里有个檀香木函，檀香木函里还有个水晶椁子，水晶椁子里还有一个玉棺。凌晨8点零6分，韩伟揭开了玉棺棺盖，玉棺里面又是一枚舍利。
据考证，这是一枚真正的佛骨舍利。跟志文碑上记载的相吻合：中间有纹，纹并不彻。历经波折，佛教界至高无上的圣物、世上仅存唯一的佛祖真身指骨舍利，终于显身。 [1]
在1987年5月5日至12日，舍利地宫打开期间共发现有4枚舍利。其中两枚为白玉所制，另一枚为一高僧的舍利。这三枚都属于“影骨”，和“灵骨”放置在一起是为了保护后者。“灵骨”色黄而有似骨质的颗粒分泌物，经专家鉴定，这一枚就是真身佛骨。法门寺也随着真身舍利的出土而成为佛教的胜地。
作为现存唯一的佛指舍利，陕西法门寺唐代地宫考古出土的五重宝函包裹的释迦牟尼真身舍利自1987年出土以来声誉全球，但与其同出秘龛的两枚水晶球却一直寂寂无闻。专家最新研究表明，这两枚水晶球是佛指真身舍利的感应舍利，体现着佛教中国化过程中灵骨、影骨和感应舍利“三位一体”的佛舍利体系的新特点。
法门寺地宫中珍藏的金银器多达120多件（组），具有很高的考古价值。这些金银器多是为皇帝迎送佛骨的活动而专门制造的礼器，做工极为考究，多刻有錾铭，为判断物主、断代提供了方便。其中还出土了许多的茶具，比如茶碾、茶碗等等，与今天日本茶道的器具几乎完全相同，证明了日本茶道来源于中国唐代。
1987年，考古工作者在清理法门寺地宫文物时，发现有熏香品9件。据地宫内《物帐碑》记载，唐肃宗奉佛的香炉3件，唐禧宗供养的“香囊两枚，重十五两三分”。这是唐代皇帝在宫廷使用熏香器的明证。
琉璃即是今天的玻璃，中国的琉璃加工技术长期受西亚地区的影响，风格多是伊斯兰式的。由于难得，琉璃器同金玉之类一样珍贵。地宫中的琉璃器多是盘、碟、碗等承托器皿。共有20余件。
在法门寺地宫开启前，对秘色瓷一直有各种说法，有认为秘色指的是一种釉色的隐秘，也有人认为是对一种颜色的叫法。地宫物账碑中记载，以及十三件秘色瓷器珍品的出土揭开了这个谜团。
唐朝时中国的丝绸织物已发展到一个高峰，地宫中的丝织品就成了很好的佐证。这些物品多是历代皇后所供奉的，其中还有武则天的“武后绣裙”一件。
法门寺现在所指法门寺中最早的佛经是武则天时的“千佛碑”所刻《大般涅槃经》，但现已无存。唐武宗时的灭佛运动焚毁了许多法门寺的藏经，但收集、修补佛经的工作一直在进行。真身宝塔半壁坍塌后，藏经得到了清理，所藏经卷有《毗卢藏》的全部资料、《普宁藏》的全部题记和《秘密经》的目录。
明代的13层宝塔上共有88个佛龛，每龛一佛，到1939年整修时只剩下68尊。后经清理共有98尊佛像，许多都装有佛经，为明代和民国的装藏。
