1897年，王圓籙到達敦煌莫高窟，在窟南區北段，清理沙石，供奉香火，收受佈施，兼四出佈道幕化，漸漸有了些積蓄，於是在莫高窟第16窟東側建太清宮道觀，即後來的“下寺”。
王圓籙僱用敦煌貧士楊果為文案，冬春之間抄寫道經以供發售。夏秋之間，朝山進香者絡繹不絕，於是他讓楊某在第16窟甬道內設案，接待香客，代寫醮章，兼收佈施，登記入賬。
1900年，楊果坐在第16窟甬道內，返身於北壁磕煙鍋頭，覺有空洞迴音。他懷疑洞內藏有密室，於是告訴了王圓籙。王圓籙來到第16窟甬道，在側道壁上發現了一個小門，打開後，果然看見內室，積滿寫卷、印本、畫幡、銅佛等。
就這樣，藏經豐富的“藏經洞”被發現了。
王圓篆，為第17窟（現編號）中偶然發現一個“藏經洞”，裏邊藏有從公元4世紀到公元14世紀曆代文物五六萬件，這是20世紀初我國考古學上的一次重大發現。
藏經洞出土品可分為文獻與藝術品兩大類，其對中古歷史的研究價值不可估量。藏經洞內保存了約五萬件古代各類文獻。其中，95%的漢文文獻為佛典，包括經、律、論、疏釋、贊文、陀羅尼、發願文、啓請文、懺悔文、祭文、僧傳、經目等。非佛教文獻佔5%，但內容廣泛，包括四部（經、史、子、集）、道經、摩尼教典籍、景教典籍、俗文學、文書檔案等。官私文書是其中最具史料價值的部分，包括符、牒、狀、貼、榜文、敕詞、過所、公驗、度牒、告身、籍帳等，均為當時的第一手資料，較傳世史籍更為直接具體。
此外，還有大量古藏文、回鶻文、于闐文、粟特文、梵文等各種文字寫成的文獻材料，豐富了少數民族生活和中西交流的歷史記錄。藏經洞藝術品主要是先後不同時期產生並流行於敦煌地區的繪塑作品，如絹畫、麻布畫、紙畫，也有絲織品如彩幡、刺繡等，又有木雕藝術品。值得一提的是，藏經洞這些藝術品大多為極其珍貴的文物，因為這些藝術品的特殊質料在歷史上是很難保存下來的，更何況數量如此豐富、歷史如此悠久的繪畫藝術品，在國內外極為少見，有着無法估量的價值。
但這些中華民族文化瑰寶卻在1907年至1925年間，先後遭到英國的斯坦因、法國的伯希和、沙俄的鄂登堡、日本的桔瑞超、美國的華爾納等人的偷竊和掠奪，使莫高窟的史料蒙受重大損失。
曾任甘肅學政的葉昌熾（1849—1917年），在1903年12月30日的日記中，最早提到藏經洞的發現經過：“敦煌僻在西荒，深山古剎，宜其尚有孑遺。聞此經出千佛洞石室中，室門鎔鐵灌之，終古不開。前數年，始發鍵而入，中有石几石榻，榻上供藏經數百卷，即是物也。”葉昌熾的信息，輾轉得自於時任敦煌縣知縣的汪宗翰（一作汪宗瀚，1845—？年），難免失真。
敦煌縣知縣黃萬春（1906—1907年在任）於1906年向清廷學部呈交的《敦煌縣鄉土志》中，第一次藉機向中央政府彙報了敦煌莫高窟發現藏經洞的事情：“縣治南四十里千佛洞，光緒庚子孟夏，新開沙壓佛龕，乃掘得復洞，內藏番漢釋典、銅鑄佛像、紗絹繪造佛像。側立碑雲：‘大唐大中五年（851 年）沙門洪立。’”《敦煌縣鄉土志》中關於藏經洞發現經過的記載，與郭璘《重修千佛洞三層樓功德碑記》如出一轍，顯然縣政府採納了1906年前後當地很流行的一種説法。