1914年2月，史坦因從沙漠北上，重訪樓蘭
廢址，橫過第二次中亞考古時途經的西陲古道，
在3月底重臨敦煌千佛洞，然後向東發掘綿亙二
百五十里的長城，直達居延海。5月抵達黑水城，
考察元代威尼斯人馬可勃羅曾提到的額濟納。
1914年6月沙漠炎熱，史坦因自黑水城南越沙丘，
向南山高嶺前進。9月開始，跨踰未經勘
測的五百里北山諸嶺，至天山東端，然後
沿天山北麓入新疆準噶爾盆地，再穿越古
道至吐魯番，探索絲綢之路北道的阿斯塔娜古墓群，和柏孜克里
克千佛洞等遺址。
1915年6月，史坦因沿北路返回喀什，再展開維時三月的旅程。
他自中國西部之古絲路步行及騎馬穿越帕米爾高原，
至俄羅斯突厥斯坦地區，於10月抵達撒馬爾罕，
再乘火車至波斯（伊朗），於波斯和阿富汗邊
疆遊歷，12月初安抵達錫斯坦。這時候已是中
亞探險的第三個冬天，史坦因在塔里木盆地薩
卡斯坦考古，又著手發掘波斯科爾卡瓦哲山上
的廢址，發現帶有希臘風格的波斯薩珊王朝巴底亞時代
的壁畫和古物，證明古波斯和印度西北與帶有希臘風格的中亞佛教雕刻互
有聯繫。史坦因另一有趣的發現，是一系列相當於巴底亞時代的漢代碉樓。他於
1916年3月返回印度。
1928年，記錄這次考察的報告《亞洲腹地考古記》出版。
