1956年5月19日，在定陵勘探小組白萬玉一聲“開始”命令下，這在中國歷史上破天荒地以研究爲目的，有組織、主動地用考古學方法對皇陵的科學發掘正式動工，也是十三陵中唯一被髮掘的皇陵。
挖了兩個探溝，歷時1年整，1957年5月19日，定陵考古隊發現了金剛牆。它由23層城磚疊壘成“圭”字形封磚，其後，通過60多平方米的長方形隧道，便是地宮大門。當年，考古隊員趙其昌第一個跳進隧道，隧道的地上散亂地鋪着當時用於修建皇陵廢棄的木板。黑暗裏一陣摸索之後，大家發現了地宮大門。石門由漢白玉做成，上邊縱橫雕刻着九九八十一枚乳狀門釘，門面上的鋪首莊嚴威武。
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大家走進一看，裏邊一塊石條把大門死死頂住，無法使用蠻力推開，如何才能開啓這窺探地宮真貌的石門呢?
在早期開發的明清陵墓裏，有些墓道的石門是用石湫滾動的方法將門頂住的，即現在石門內側做一個斜坡，鑿出溝槽，槽頂部放置石湫。當人走出去關門時，石球就會沿着鞋面滾動，直至石門關閉，石球滾進兩門交合處一個更深的槽內停住，門就鎖上了。根據這個啓示，考古隊摸索出開啓定陵石門的原理，那如何挪動石條呢?在有關崇禎皇帝入葬的記載中，大家發現了“拐釘鑰匙”，順利開啓了地宮大門以及之後包括左右配殿在內的七道石門。
關鍵的時刻到了，考古隊員屏住呼吸開啓地宮隧道左邊的石門，霧氣迷濛中一座棺牀隱約可見，但隨着霧氣漸漸落下，巨大的棺牀中除了一口金井外，再無其他，難道墓早被盜了?不甘心就此下定論，考古隊員接着打開右邊的石門，結果竟和左邊配殿裏的情形一模一樣，但是配殿裏並沒有被盜的痕跡，究竟爲什麼空空如也?
已經開了六座石門了，還有一座門。懷着近乎絕望又無比期待的矛盾心理，考古隊員顫抖着打開了最後一道石門。頂着煙霧進去之後，大家在一次驚了：棺牀上排列着三個碩大的硃紅色棺槨。經過考古人員的清理，地宮後殿中間是萬曆皇帝的棺槨，左邊是孝端皇后棺槨，右邊則是孝靖皇后的棺槨。
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孝靖皇后是萬曆母親欽定的原配，就算萬曆不待見她，她也是有資格陪葬，至於另一位皇后，原本萬曆皇帝遺命自己寵愛的鄭貴妃鄭氏爲皇后，死後可葬於定陵玄宮，只可惜當時萬曆與鄭貴妃的愛情早爲朝臣不容，大臣認爲萬曆的遺詔有悖典禮，於是鄭貴妃無緣定陵。而孝端皇后則是他的孫子朱由校當上皇帝后追封的，故將其棺槨遷到了定陵。
帝后同葬後殿，而配殿空空如也的奇特葬例令人疑惑。根據對玄宮後殿地上鋪設的木板條觀察來看，木條上有車輪壓過的痕跡，顯然木條是爲保護地宮地面的金磚，而兩個配殿卻沒有鋪設木條，的確說明當時棺槨沒有運進配殿。
當時，孝端皇后先萬曆而死，直至萬曆死後，帝后棺槨一同入葬。帝后入葬時正逢雨季，玄宮不可久泄，故只挖開一條通往後殿、中殿的那條隧道，而棺槨無法沿着隧道從後殿進入配殿。但是從孝端皇后逝世到埋葬，中間有六個月的空閒，爲什麼沒有人想到打通配殿的隧道?
也有人懷疑配殿是爲殉葬的嬪妃們設計，但是英宗皇帝已廢除殉葬制度，萬曆皇帝不好違背祖制，所以選擇了空設?
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而後殿裏除了三口棺槨和26只凌亂的木箱之外，那些尚未清理乾淨的木板，沒有解開的擡箱子的繩子、木槓，零零散散散落一地，場面相當侷促，這些有說明了什麼?
據說，皇帝葬例都會經過專門的演練，以免出現意外，然而，萬曆皇帝埋葬前，宮中並沒有進行擡槓等的演練，以至於葬例當天擡着棺槨的繩子斷了數次，不過已經沒有人顧得上了。
凌亂的葬禮，凌亂的玄宮，倉促的結局反映着這個悲哀的時代。
