实现机械化出土运输，出土量较以前几十倍地增加。在挖开第三道探沟后的一个多月，终于在两侧发现了由大石条垒砌的墙壁痕迹，然后逐渐出现两道完整的大墙。考古队及时作出判断：这是帝后入葬的最后一段甬道，或曰“石隧道”。隧道由“砖砌”变成“石砌”，这是明显的升级，虽然隧道有些弯曲，但是他们没有走弯路，地宫就在前面。长期紧张的神经本可以稍稍松弛，然而打开地宫，进入地宫，文物的清理工作将会更复杂更艰巨，工作队又须作出各色各样的设想分析与推断：如果尸体未腐怎么办？器物半朽不朽怎么修整？有些迹象稍显即逝又如何及时记录拍照？……这不仅是对年轻的考古队的考验，也是对我国考古水平的考验，必须在乱麻中理出几条，每个人必须作具体准备，大会小会、人员、工具、药剂……白天宝顶上卷扬机、矿车轰叫，入夜来木板房内烛光通宵达旦……
第三条探沟位置与石隧道
几个月后，石隧道终于全部显露出来，它由南北两道大墙构成，呈东西走向。东端略向南弯曲，距砖隧道虽近，但并不衔接，也不完全相对。大墙除顶部及两端接近金刚墙部分，使用少量城砖外，其余为花斑石做成。这些花斑石都经过仔细地研磨和加工，光滑平整，色彩绚丽。整个隧道呈斜坡形，自东向西，由浅入深，隧道两壁花斑石，亦由一层递次增多至17层。全长为40米，两墙中距8米。发掘前全部由黄土填满，都经过夯打，夯面有极为细薄的石灰一层，夯土在填满隧道后，即高出墙壁而直达地面。在发掘中，隧道两侧发现了部分木柱残迹，这可能是棺椁入葬时的临时设备。
石隧道平剖面图（1.隧道石壁2.封土3.砖垛4.金刚墙）
在开始计划使用机械化发掘时，曾引起不少人窃窃私议，即使学术界上层人士也有两种不同的意见。纵观世界以科学考古为内容的发掘古墓或遗址，都是用镐锨、锹等工具完成。从中国殷墟的发掘、山顶洞头盖骨、三角缘神兽镜的出土，到著名的叙利亚巴尔米拉罗马属州遗址、苏联阿尔泰山北侧的巴泽雷克墓群、巴比伦帝国遗址的伟大发掘，都是靠人力工具完成的。而定陵首次打破这一常规，会不会破坏墓道的遗迹？这是一种创造还是对文化的摧残？经过一阵纷纷扬扬的议论，最后还是夏鼐拍板：使用机械，仅仅用于向外运土，毫不损伤遗迹遗物。工业文明已经崛起，我们当然不能墨守成规。既然人类的今天又创造了工业文明，我们就应大胆而科学地利用。