工作计划重新拉回到了林西。
在一个多月的时间里，进行了一趟极为艰难的跋涉，在后来的调查报告中，梁思永回忆道：“这惨黯的境况不但使我们精神感受极大的打击，并且增加了许多行旅的困难。一路上人食、马草、饮水、燃料、宿息的地方没有一天不发生问题。此外再加上贼匪的出没，气候的寒冷，冰雪的阻碍，白昼时间的缩短，我们的行走止息完全受了环境的支配，没有丝毫的自由。”纵使如此，他却没有动过一丝放弃的念头。
早在二十世纪初，位于赤峰东北郊英金河畔的红山就引起了国外考古学家的关注，日本学者鸟居龙藏和法国学者桑志华先后到此进行过考古发掘，发现了八十多处史前文化遗址。在哈佛时，梁思永仔细阅读过二人的调查研究论著，对该区域关注已久。
然而当梁思永终于到达林西，找到了被当地百姓叫作“哈拉海”的沙窝子地时，西北风也刮到了那里。突降至零度以下的气温将遗址地表的土层冻得非常坚硬，无法开掘，只能转而在赤峰一带进行地面的采集。
梁思永在《昂昂溪史前遗址》这篇报告中详细报导了发掘经过，阐明了其文化的基本面貌，他在对细石器的概念的分类标准方面为后来的研究树立了典范，另外，他在昂昂溪所得的材料是数百处细石器文化遗址中几乎唯一的墓葬材料。
殷墟第二、第三次发掘，虽然李济具有很好的问题意识及对学科发展的引领，但田野技术却是他的弱项，梁思永恰恰在田野发掘技术上为殷墟考古作出了决定性的贡献。他是殷墟考古过程中第一个真正受过现代科学考古训练的人。
怎么说呢？如果说李济开启了殷墟的考古发掘的话，梁思永则是开启了殷墟科学考古发掘。