0世纪80年代初，固原县城南郊一带的农田中，矗立着十余座高3—4米，直径约7—8米的不规则封土堆，这引起了当时固原县文物工作站和固原博物馆考古队工作人员的注意，他们初步认定这是一处古代墓葬群。
在随后的工作中，通过考古钻探探明，这些古墓大多为斜坡墓道土洞式墓，其中有几座在斜坡墓道上有多个天井。
考古人员选择了在深沟村的一座地表面封土堆破坏较严重、被取土削去三分之一多的古墓准备发掘，国家文物局很快就批准下来，同意发掘。
1983年9月，考古队正式进驻现场，开始发掘这座选定的古墓。
由于已经做过钻探，前期寻找墓道的工作进展非常顺利，而取得进一步的发现，还有赖于一次恶劣天气的袭击。
一个大晴天的中午，匆匆吃过午饭的考古人员没怎么休息就又到工地继续发掘。快到下午的时候，忽然一阵疾风卷着沙土扬了过来，善辨天色的民工看出，这是大雨的征兆，急忙催促大家收工。
话音刚落，一场大雨就夹着核桃大小的冰雹密密砸了下来。发掘现场在空旷的野外，根本无处可躲，十多个人只得把麻袋顶在头上，蹲挤在古墓边。并不厚的麻袋无法抵挡那么大的冰雹，每个人的脑袋都被砸得生疼。
还好这是一阵暴雨，没多久就恢复了风和日丽。考古人员摸着脑袋站了起来，一个个都成了泥人。庆幸的是，被大雨冲刷过的现场地层十分清晰可辨，表皮土下，生土、回填土间的印痕也十分清楚，沿着印痕挖掘十分顺利。一周后，发掘人员在墓道两壁上发现了斑斑驳驳的大片脱落的彩绘痕迹。
难道是壁画？人们的心情异常激动。带壁画的墓一般来说都具有一定规模，十有八九是王公显贵的墓葬。当晚，考古队向自治区文化厅文物处报告了这个消息，并向有发掘壁画墓经验的外省单位求援。
发现壁画的消息使得上级部门极为重视，考古人员根据指示在发掘现场搭帐篷值班，以确保发掘现场和文物安全。
一天，天色将黑，考古人员赶回工地加班，小心翼翼地取掉了甬道口封堵的土坯。墓门即将打开，大家都充满了期待，以为马上要面对一大堆文物。
不过好事总要多磨，封住墓门的土坯取掉后，大家看到墓室和甬道内因早年塌方，已经填满了墟土，只好又清理墟土。清理过程中发现了几只彩绘陶俑，还发现一块散乱立放的墓志石盖（后经辨认是李贤夫人吴辉的墓志盖）。
考古队的领队韩兆民和同伴们在墓洞里待了两个多小时，累得快虚脱了却还没发现期待中的文物，便想着准备收工。没想到，就在这个时候，“轰”的一声闷响带着呛鼻的尘土弥漫开来，电灯灭了，墓洞里伸手不见五指。
韩兆民回忆，当时自己觉得猛然被一股无形的大力推倒，脖子以下瞬间被埋在土里。周围的同伴在那一瞬间惊慌失措地喊着：“塌方了！塌方了！”
稍微镇静了一下，韩兆民发现通过天井依稀能看到天上的星星，再探出手摸了摸周围，发现有人在动，他让大家保持镇静，快速撤离。
在那一刻，或许是求生的本能带来的力量，韩兆民使出浑身力气两腿一蹬，竟然爬出了墟土堆。在星光下，他看到同伴们一个都没少，心才放了下来。
情绪稍稍镇定后，韩兆民又担心墓葬里的情况，便拿着手电筒走下墓道。在刚才塌方的地方，他看到原来是一块长约3米，宽2米多的大土块掉落下来，想到十几分钟前的那一幕，真是惊心动魄。
塌方发生后，得知消息的当地部队给他们免费送来了一车木板，这可谓雪中送炭，解决了考古队的燃眉之急。考古人员用木板在墓道、过洞、天井内搭起了支撑木架，有效降低了塌方风险。
但是，由于墓室内早年严重塌方，墓道天井又刚刚发生新塌方，原来的方案已不可行，考古队决定在墓室顶部上方开挖一个20多米见方的大坑，每2米深度下一个台阶，逐级下挖。
此时，这次发掘的事引起了国家文物局的高度重视。文物局不但下拨了资金，还派了在保护壁画和彩绘方面有丰富经验的专家来宁夏帮助发掘。
随着工作的进一步深入，大家期待的文物终于开始浮出地面。在墓室、甬道口底部等位置都发现了大批鲜艳的彩绘陶俑。陶俑排列有序，最前面是两个镇墓独角怪兽俑，紧随其后的是身穿甲胄面目狰狞的大肚子镇墓武士俑，再后依次是甲骑具装俑、风帽俑、武官俑等等。
细心的考古人员发现陶俑的排列被人为扰乱过，难道这里被盗墓贼光顾过？
盗洞的发现证实了这一点，盗洞直径30—40厘米，还有盗贼的遗留物品。墓室内的盗掘扰乱严重，但考古人员还是有了大发现：在墓室西北角一个不起眼的地方，因早年塌方，两件稀世珍宝被土掩埋了起来，未被盗走。这两件文物就是国宝“鎏金银瓶”和“玻璃碗”。
而当时的发掘中，最缺乏经验的是壁画的揭取与保护。1984年春夏之交，北京来的壁画保护专家徐毓明带着实验好的方案，再次亲临现场，准备进行壁画揭取工作。这项工作相当复杂，要求工作人员全神贯注。
一天下午，七八个人在墓室内正紧张工作着。当时，有零星的土块粉屑不时落下，但西北地区本来风沙就大，大家又都忙着照顾壁画，谁也没有在意。
意外再次发生。依然是那熟悉的一声巨响，一大块土方脱落，尘土封闭了整个墓室。工作人员有的下半身全被埋住，有的腿被埋住，女同志小王被土块打倒后，大半个身子被埋在土里。大家奋力扒开土块，将小王救出，送往县医院，经抢救治疗后她脱离了危险。
虽然屡遭险情，但一想到抢救、保护的是珍贵文物，考古人员又下到了墓中。这次，他们先全力清除了危险的土方，然后顺利地把壁画完好无损地揭取下来。
墓内原有壁画40余幅，但因坍塌严重，仅残存20余幅。这些壁画以写实的手法，真实生动地反映出墓主人生前作幕府将军时显赫的仪仗，庭院侍卫，及殿堂侍从乐舞富贵豪华的生活场面。
随着这次田野考古发掘工作的圆满结束，北周李贤墓考古发掘也被列为1984年全国重要考古发现之一。
