Снова подбираясь с запада в 1906–1907 годах, Штайн потратил несколько месяцев на последний этап поездки по изрытой, просоленной земле вокруг Лоб-Нор, делая по пути многочисленные остановки у полузасыпанных развалин, стремясь откопать новые рукописи Шелкового пути и яркие буддийские фрески и поковыряться в одной древнекитайской свалке. Но в конечном итоге всего в нескольких десятках километров от Дуньхуана его продвижение было приостановлено «несомненной и сравнительно хорошо сохранившейся сторожевой башней», квадратной, со стороной примерно четыре с половиной метра и семь метров в высоту. Перед ним среди каменистой равнины, поясов песчаных дюн и «лабиринта причудливых земляных террас» из «безнадежной пустыни, где можно неделями безрезультатно искать даже соленый источник», поднимались пористые руины пограничной оборонительной системы, «остатки старокитайских дорожных башен и… линия древней «китайской стены», которая пересекала пустыню на большом расстоянии… Во многих местах она была почти полностью покрыта сыпучими песками; но ветви тамариска, которые использовали для укрепления насыпи, настолько упрямо торчали из земли, что глаз ловил строго прямую линию, когда она уходила по неровному песку на многие мили вдаль».
Когда сгущались ночные тени, «печаль по поводу этого первого следа человеческой деятельности в пустыне становилась сильнее».
Пройдя по линии стены почти пять километров на восток, Штайн начал натыкаться на остатки вещей тысячелетнего возраста: обрывки шелка и пеньки, деревянный клин с надписью «сума для одежды некоего Лу Динши». Стена возвышалась местами в два с половиной метра толщиной и два метра высотой. Истинные размеры стены были скрыты под «сыпучим песком» глубиной в несколько метров, «который был навален на нее ветрами». Через каждые несколько километров стену подпирали поставленные за ней сторожевые башни, доходившие до одиннадцати метров в поперечнике и почти до семи метров в высоту. С наступлением темноты, пройдя вдоль стены около шестнадцати километров, Штайн набрел на свои последние в тот день развалины — большую башню из утрамбованной земли, немного выветренной на верхних ярусах, чем создавался «эффект маленькой усеченной пирамиды. Мощная соляная пропитка заставляла сооружение мерцать в темноте». Штайн обнаружил самый западный участок стен ханьского Китая: двухтысячелетние валы — возведенные за двадцать лет до и после 100 года до н. э., — которые обороняли проход Яшмовых Ворот. Их пласты из земли и ветвей иногда поднимались на несколько метров, иногда их выдавали только «небольшие выпуклости на каменистой почве… да полуокаменевшие ветки, торчавшие у них по сторонам и наверху».
В тот раз Штайн задержался у стены не более чем на день-два, стремясь продолжить поход собственно к Дуньхуану. Когда он добрался туда, до него дошел слух, столь же ошеломляющий, как сам рассказ о пещерах: даосский монах, охранявший пещеры, несколько лет назад в одном из пещерных храмов наткнулся на тайник с древними рукописями. Немедленно отправившись к пещерам, чтобы все разузнать, Штайн с огорчением узнал — тот монах отправился в город Дуньхуан, намереваясь собрать денег, предположительно, на черновую реставрацию храма, которая уже началась. Поскольку чулан с манускриптами был заперт на замок, а хранитель ключа отсутствовал, Штайну ничего не оставалось, кроме как вернуться сюда в более подходящий момент. Тогда он решил пару месяцев побродить в песках вокруг старой ханьской стены, прежде чем вернуться и убедить монаха расстаться с тысячами книг, рукописей и картин на шелке, относившиеся к первому тысячелетию, в обмен на сто тридцать фунтов стерлингов.