1907 januárjában kezdte meg ásatásait a miráni romhelyen.
Februárban folytatta útját Dunhuang
felé. Azon a helyen, ahol a Szuloho elvész a homokban, ősi fal
maradványait fedezte fel, melyet a hasonlóság
miatt limes-nek nevezett. Két hónap alatt mintegy 220 kilométer
hosszúságban felmérte a határfalat, s megtalálta
az ún. Jade-kaput (Yumenguan). A fal a Han-dinasztia idején épült azzal
a céllal, hogy védelmet nyújtson az észak felől
betörő hunokkal szemben. Májusban elindult útjának következő állomása
felé, az Ezer Buddha barlangtemplomokhoz, ahol
Wang Yuanlu helyi szerzetes 1900-ban a világ egyik legjelentősebb
papírarchívumát fedezte fel. A befalazott cella több tízezer,
5-11. század közötti kéziratot, valamint főleg Tang-kori
selyemfestményeket őrzött meg igen kiváló minőségben. Ez a felfedezés
hatalmas lökést adott a középkori Kínával és Belső-Ázsiával kapcsolatos
kutatásoknak (lásd Dunhuang-kiállításunk honlapját).
Júniusban Stein továbbutazott Anxi oázis felé. Ezután a Nan-sanban
készített térképészeti felvételeket, majd következett a második
téli ásatási szezon a Tarim-medencében. Anxitól Karasahrig több mint
1400 kilométeren át követte azokat a katonai és kereskedelmi
útvonalakat, amelyeken keresztül Kína a Tang-kortól kezdődően a
Nyugattal érintkezett. Hámi és Turfán területén fontos ásatási
helyszíneket vizsgált át. Decemberben a Karasahrtól délnyugati irányban
fekvő Ming-oi romhelyen található buddhista szentélyeknél
kezdett ásatásokat. Kucsár felkeresése után észak-déli irányban átszelte
a Takla-makánt, arrafelé indulva, ahol a Kerija folyó elvész
a homokban. 1908 februárjában új ásatásokat kezdett Karadongban, majd a
Jurung-kás forrásvidékéhez indult. Mialatt a Kunlun
hegységben térképezett, súlyos balesetet szenvedett.
A II. expedíció népszerű leírása, a Ruins of Desert Cathay
1912-ben jelent meg. Az expedíció tudományos eredményeit az 1921-ben
megjelent
öt kötetes Serindia foglalja össze.
