也就在這一年，王子云得知他關(guān)于建立“西北藝術(shù)文物考察團(tuán)”的報(bào)告教育部已批準(zhǔn)，給了12個(gè)編制，并由他出任團(tuán)長。眼下正在戰(zhàn)亂中，千頭萬緒，諸事交集，有關(guān)部門仍能關(guān)注于此并撥出經(jīng)費(fèi)，這讓他有些感動(dòng)。報(bào)端刊發(fā)廣告后，報(bào)名的不少，但合格的應(yīng)征者幾乎沒有，最后他選中的還是國立藝專剛畢業(yè)的學(xué)生，另外在日本東京高等教育學(xué)校讀美術(shù)的何正璜，倒也令人滿意，那時(shí)完全想不到這位小他17歲的女生后來會(huì)成為自己的妻子，相伴終身。

早在留法期間，王子云就傾心于恩克爾曼的田野考察，并在游歷歐洲的過程中看到大量流失在那里的中國文物，至于成立考察團(tuán)的想法產(chǎn)生于抗戰(zhàn)開始后，炮火連天，他擔(dān)心許多珍貴的文物和藝術(shù)品隨時(shí)都會(huì)湮沒。經(jīng)過反復(fù)考慮，認(rèn)為自己有責(zé)任向政府提出建議，進(jìn)行搶救性的調(diào)查記錄保護(hù)工作。正好當(dāng)年師范的同學(xué)徐朗秋在社會(huì)教育司做科員，聽說后十分贊同這個(gè)想法，主動(dòng)提出為他遞呈報(bào)告。（此人后來做了西北大學(xué)教務(wù)長，20世紀(jì)50年代末瘐死獄中。他在1955年寫的“交代”里說：王子云和當(dāng)時(shí)教育部上層無一人相識(shí)，被任命為考察團(tuán)團(tuán)長，是因?yàn)殛惲⒎颉翱诖餂]有這樣的專業(yè)人才”。）

考察團(tuán)成立后先在陜、甘、青等地活動(dòng)，一年后才到達(dá)千佛洞。王子云在《從長安到雅典——中外美術(shù)考古游記》里記述：由蘭州去敦煌，先坐汽車經(jīng)河西走廊，即經(jīng)武威、張掖、酒泉。酒泉去安西約280公里，需專雇騾車走3天；安西到敦煌180公里，連騾車也難通行，只好改坐農(nóng)家的木輪牛車。而等他們到達(dá)時(shí)，張大千已經(jīng)在那兒了。張的做法是從青海塔爾寺雇來三位喇嘛畫師，運(yùn)用藏教壁畫的畫法和色彩，試圖展現(xiàn)千佛洞年久褪色的壁畫原來的面貌（至于是否原貌，就不得而知了），至于王子云，他說：“我們的目的是為了保存現(xiàn)有面目，按照原畫現(xiàn)有的色彩很忠實(shí)地把它摹繪下來。”這是顯然是更科學(xué)，也是更辛苦的做法。除了臨摹之外，據(jù)何正璜在王子云去世后寫的《深切的懷念》一文中說：“他還熱衷于要制作一幅敦煌石窟全圖。他仔細(xì)測量每個(gè)洞窟的位置、遠(yuǎn)近、大小、高低，并密密附上清晰的編號(hào)，蔚成一幅敦煌莫高窟的全景。他為此跑東跑西地跳上跳下，用他所長的繪畫手法，更用他所不長的測量手法，費(fèi)了九牛二虎之力，總算把全圖繪成了，這是一幅極不尋常的長卷畫，在當(dāng)時(shí)是絕無可能用照相機(jī)攝下的，到今天雖有先進(jìn)工具，但已非昔日原樣了，因此，它是無可替代的歷史資料?！本蜑橥瓿纱藞D，王子云工作了一個(gè)月。因?yàn)榻?jīng)費(fèi)拮據(jù)，考察團(tuán)前往敦煌的僅有他和雷震、鄒道龍三人（何正璜因?yàn)樯⒆?，暫時(shí)住在蘭州）。許多具體的工作都只能親力親為。

考察團(tuán)完成了大量工作，他帶著許多資料回到重慶，所辦的展覽轟動(dòng)了陪都，正是在這樣的社會(huì)氣氛和輿論推動(dòng)下，敦煌藝術(shù)研究所得以建立。王子云后來回憶：考察團(tuán)在敦煌活動(dòng)期間，曾經(jīng)給教育部寫過要求成立敦煌藝術(shù)研究所的報(bào)告，并有具體的研究計(jì)劃。報(bào)告書送達(dá)教育部以后，由藝術(shù)教育委員會(huì)處理，這時(shí)候藝術(shù)教育委員會(huì)秘書是常書鴻。報(bào)告很快得到批準(zhǔn)，由常書鴻任籌備委員會(huì)主任，王子云任副主任。王子云認(rèn)為常書鴻是個(gè)專業(yè)油畫家，讓他來主持敦煌研究不甚合理，于是不肯居常之下，也就沒有參加敦煌研究所的工作。

王子云與常書鴻兩人，當(dāng)年留法時(shí)就熟悉，后來滕固當(dāng)校長時(shí)都在國立藝專，分任中專部主任和大專部主任。學(xué)校要到昆明建校，就是他倆打的前站，去找云南省主席龍?jiān)茙兔?。就私人關(guān)系而言，王子云對(duì)常書鴻并無訾言，他認(rèn)為應(yīng)該自己牽頭來做敦煌研究，完全是從學(xué)術(shù)出發(fā)。

考察團(tuán)于1945年因?yàn)榻?jīng)費(fèi)不能保證而撤銷，此后王子云的身影就漸漸從敦煌研究中隱去和淡出。他落腳西北大學(xué)擔(dān)任歷史系教授兼文物研究室主任，將考察團(tuán)的成果編輯成10冊(cè)資料交給校方，（可惜它們此后一直躺在庫房里，無人識(shí)其價(jià)值）。