這一切可以證明確實有一座圖特卡蒙的陵寢。卡特力排眾議，認為這座陵寢的位置在帝王穀的中心，並且大約就在戴維斯發現上述文物的地點附近，看來這是言之有據的。
卡納馮和卡特開始挖掘了。幹了一冬以後，他們在選定的那塊三角地基本清除了表層地麵的碎石堆，挖到拉美西斯六世的墓。“我們發現許多當年建陵工人的房舍，都造在巨大的岩石上，而帝王穀裏這類岩石附近往往可以找到墓葬。”
接下去發生的事情，在開發圖特卡蒙墓的全部過程中是最不平凡的一段。挖過一陣以後，如果再照原定方向繼續擴大，就要堵塞拉美西斯陵墓的入口。因為這是旅遊勝地，所以必須停挖，等待一段時間才能順利進行。到１９１９年冬繼續挖掘後，在拉美西斯六世墓的入口處挖到一批文物，雖然數量有限，但具有考古價值。卡特說：“這是我們真正接近目標的第一步。”
用英國考古學家比特裏的話來說：這時卡納馮和卡特已經把這塊三角地區“奮鬥”完了，單單留下了那塊建陵工人遺留的房舍的所在地。為了避免妨礙旅遊者，他們留下這塊地方，轉移到別處挖掘。挖掘工作在托特米斯三世陵寢所在的一處小山穀又繼續了兩冬，但“並無真正的收獲”。
他們總結了一下，為何幾年來費力不小但成績不大，並開始考慮索性另辟新區，從頭開始。隻有古代工房和大石塊的那一塊地方沒有挖，而且前麵說，這塊地方位於拉美西斯六世的墓地之內。考古隊猶豫不定，幾次推翻既定的計劃以後，終於決定在國王穀挖掘最後一個冬季。
這次卡特挖掘的地方，其實是他６年前就應該集中開掘的目標。他們拆去工房，清走複土，立刻看到圖特卡蒙墓的入口，這是埃及最為豪華的陵寢。卡特寫道：“這突然的發現真使我瞠目結舌，接著一連數月不斷的收獲接踵而至，忙得連想一想都來不及。”
卡特是在１９２２年１１月３日動手拆除古工房的，當時卡納馮勳爵正在英國。次日上午，第一座工房拆掉以後，下麵就露出一層鑿在岩石裏的石階。到１１月５日下午把複土清理得初具眉目，這時已經可以肯定是發現了一座陵墓的入口。
挖掘工作在加緊進行。這一天的時間慢慢地過去，卡特的心情也越來越激動。當埃及的夜幕突然降臨時，已經挖到第１２層石級，這時就露出一座門的上半部，門用石塊堵住砌牢，並蓋有印章。一座封閉的墓門找到了——這就是說，真的找到了！
卡特仔細觀察封戳，確定是國王的墓室專用的。既然有王室的封戳，墓中一定安葬著非常顯要的人物。入口的上方存有建陵工人的住房，可以證明這座陵寢至少從第二十朝以後尚未遭受劫掠。卡特一麵激動得雙手發顫，一麵在那墓室的門上鑽了一個洞，洞的大小“剛剛塞得進手電筒”。他看到門裏的通道被大小石塊堵得嚴嚴實實，這進一步證明建陵以後采取了各種周密的保護措施。
１１月２４日，工人們清出了最後一級石階。卡特走下１６級石階，麵對著封閉的墓室門。這時他清楚地看到了圖特卡蒙的封戳，但同時他也看出了埃及學家經常遭到的情況——陵寢已經被人挖過，盜墓賊也在這裏做過手腳。
“墓室門全部清出以後，”卡特說：“才能看清這個門的一部分曾兩次被人打開然後重新封閉。另外，起初發現的豺形和９個俘虜圖形的封戳是印在重新封閉的部分的，而圖特卡蒙的封戳則印在門的原來的部分，這才是最初的封戳。由此可見這座陵墓並非如一開始所想的原封未動。盜墓者進去過，並且不止一次；墓上的工房說明盜墓的年代不遲於拉美西斯四世在位時期。但重新封閉的痕跡又可證明盜墓者並沒有把墓內洗劫一空。”
隨著第二道墓門的清出，氣氛緊張起來。卡特後來回憶道：“決定的時刻來到了。我用顫抖的手在門的左上角鑽了一個小洞。”