与华南其他地区相比，湖南的特点在于处于喀斯特地貌发展末期，洞穴发育完全。促使考古队选择福岩洞的原因还在于，早在1984年10月，全国第二次文物普查期间，上述三级考古队就曾在这里进行过摸查与挖掘，并发现一些哺乳动物化石。为求稳妥，2010年10月，考古队还去踩了点，再次发现大熊猫、野猪、猕猴、鼠类、长臂猿等动物牙齿化石。
回忆起几年前的那次考古，李意愿现在仍很兴奋。起初大家定了很高的目标：发现古人类头盖骨、肢骨以及他们使用的石器工具。为此，考古队成员的组合也堪称梦幻：中科院古脊椎动物与古人类研究所的刘武和吴秀杰负责人类骨骼、牙齿化石的研究;来自同一单位的同号文和裴树文分别负责哺乳动物化石与地质、地貌研究;李意愿负责石器方面的研究;来自中科院地球环境研究所的蔡演军主要负责测年;道县文物局副局长杨雄心，则主要负责与各方面的联络及协调。
杨雄心联系当地村委会，拉了一条100多米长的电线进洞，又雇用了4个民工，两人负责洞内挖掘，两人负责化石淘洗，考古队的挖掘工作就这样开始了。
进洞后，大家首先选取了几个堆积好、地形宽敞的地方布方。所谓“布方”，就是设置考古挖掘的基本工作单位。可是挖了十几天，结果并不理想，除了大量动物化石，并没有发现丝毫人们期待中的人类化石或石器。距离考古计划已近过半，大家开始动摇，有了转点的想法。就在这时，“半路出家”的杨雄心建议大家去Ⅰ区右边一个狭窄的支洞挖掘，因为那里虽然不利于布方，但看起来更加干燥，而且堆积保存很好。
半信半疑之下，领队吴秀杰决定让大家在那里试试。没想到在第二天快中午的时候，就发现了第一枚牙齿。刚发现时，大家还不敢确定是不是人类牙齿，拿给吴秀杰一看，她激动地说：“没错，这是人牙！”这些牙齿与现代人的几乎没有区别，队员们的心里有些打鼓，因为发现第一颗牙齿时没有太在意层位，仍不敢确定是否为古人的化石。
在后面的挖掘中，大家非常注意牙齿发现的层位，随即发现的另外4枚牙齿打消了大家的疑虑。福岩洞的地层保存完好，分为清晰的四层。第一层是灰白色的碳酸盐钙板层，厚约10厘米左右;第二层为黄褐色的黏土堆积层，厚30多厘米;第三层为砾石堆积层，厚80多厘米;第四层是灰黄色的粉砂黏土层，厚度超过1米。发现人类牙齿的地层是第二层。
发现牙齿后，蔡演军从西安赶了过来，做了最初的取样测试。2011年时，根据最初的年代上限的取样测试，牙齿年份初步判断不老于14万年。
2012、2013年秋天，考古队又接连进行了两次挖掘，每次发掘的问题意识都很清晰，一方面为了寻找更多的人类化石，另一方面也要在测年方面做进一步的研究与判断。2012年，考古队又挖出来20多枚人类牙齿，加上2013年的发现，三年总共发掘47枚人类牙齿。在论文发表前的此后两年，大规模挖掘的意义已经不大，考古队除了少量的取样工作，将更多的精力放在化石的研究与分析上面。
李意愿感到有些遗憾的是，他们最终没有在洞里发现人类其他部位的骨骼化石和他们使用的石器。随着对洞穴地质与环境的不断了解，这样的结果似乎也在情理之中，与其他洞穴相比，福岩洞比较特殊，这里并不是古人生活、死后埋藏的地方，牙齿化石更可能是在人死之后，通过水流搬运进洞，不断沉积而成，搬运过程中，其他部位的骨骼可能已经腐烂掉了。