Partiendo de su base en Cachemira,
en mayo de 1900, Stein atravesó
Gilgit hacia la jefatura Hindukush de Hunza.
A fines de junio, tras haber cruzado el Paso de Kilik,
Stein llegó a territorio chino, a la cabeza del Taghdumbash
Pamir. Descender por el este hacia Tashkurghan hizo posible
reconocer la antigua topografía de Sarikol, identificando los
lugares que el gran peregrino chino Xuanzang mencionó al pasar por allí
en el año 649. Más tarde, Stein se referiría a Xuanzang como su “santo
patrón”, pues en sus expediciones a Asia Central siguió las huellas de este
monje budista del siglo VII que viajó de Asia Central a India para volver
luego a China con sutras budistas.

En Ilchi, capital del distrito de Khotán, Stein tuvo pruebas de la práctica de falsificación de libros antiguos
y, posiblemente, otras antigüedades. Se adentró en el desierto, explorando y cartografiando el territorio Kunlun.
Visitó los viejos lugares de Yotkan, Dandan-Uilik, Niya, Rawak y Endere.

En mayo de 1901, el viaje, después de recorrer 3.000 millas a caballo y a pie, llegó a su fin en Osh, Ferghana. Stein regresó a Europa a través de Rusia.

Stein publicó un relato popular de su primera expedición, titulado Las ruinas enterradas de Khotán (1903), y el detallado informe arqueológico El antiguo Khotán (2 volúmenes, 1907).

En los últimos años del siglo XIX
un número creciente de manuscritos
en lenguas y escrituras conocidas
y desconocidas, así como otros
descubrimientos, aparecieron en la región
denominada por entonces Turquestán oriental o
chino. Con ello se avivó el interés de los
investigadores europeos, pero su procedencia
exacta era completamente desconocida
porque los buscadores de tesoros
locales que los ponían a la
venta ocultaban celosamente
el origen. Así, Stein decidió
emprender excavaciones
arqueológicas sistemáticas en aquel
territorio. En 1900 y 1901 llevó a cabo
investigaciones alrededor de Khotán. Este primer
trabajo de campo ya estuvo caracterizado por la
misma amplitud de los que seguirían. Aparte
de la investigación arqueológica,
Stein prestó también atención a la
geografía, antropología,
etnografía y
lingüística de la región.