2014年3月开始，由国家文物局水下文化遗产保护中心、广东省文物考古研究所联合实施的“南海Ⅰ号”考古发掘工作正式启动。参加考古发掘与文物保护的还有中国文化遗产研究院、广东省博物馆等多家单位，发掘工作得到了广东海上丝绸之路博物馆的大力支持与配合。 

      从所掌握的沉箱整体文化堆积现状、性质和成因，结合先前的试掘工作来看，各方大致都有黄沙层（或扰动严重的沙土层）、黄褐色海泥层（大致在2001年后形成，土质较纯较硬实，包含物较少）、青灰色海泥层（遗物较多，接近沉船表面的淤泥层）三个文化层。“南海Ⅰ号”船体上表面覆盖的淤泥地层关系相对简单但仍含有大量文物信息。现发掘深度100—180厘米，发掘清理土方共计400多立方米（约800吨）以及移除部分凝结物。出土小件器物瓷器标本623件，漆木器11件、铜钱95组(5000余枚)，金器107件、残损标本2100多件，少量动植物残骸，并按计划进行了泥土采样、浮选。值得注意的是，在器物品种上除具有相当数量的瓷器外，金属制品、钱币、漆器以及金器、银铤等贵金属的大量存在对判断沉船的背景与性质的影响。

      目前，船货和船体整体结构已经开始暴露，船舯部两侧船舷经过清理，船艏部位于沉箱南侧（大海方向），已经显示出我国古船特有的多重鱼鳞搭接的结构，艏部上翘起弧，基本保留至水线甲板，推测船体保留的垂线高度（型深）具有一定的尺度；已发现揭露的最大船宽约9.55米，船长21.58米（残长），已发现的船体隔舱板12道，各舱的跨度在1.2—1.8米之间，船载货物品种具有一定的规律性，除舱内货物外，部分货物应是甲板货。

      本次考古发掘中为尽量减发掘过程中对沉船遗址的外来影响，随着发掘水平面的变化考古队通过对水晶宫内的水位进行控制，做到发掘环境的可控，满足湿度、温度对保护工作的需要。清理完沉船上表层沙土，揭示船体轮廓线后，采取相关的文物保护工作(防霉、防菌，雾化喷淋保护遗址环境)，考古发掘工作在下一阶段会进入船体内部的文物发掘。

      由于沉箱自2007年入馆后一直浸泡于海水中，箱体锈蚀严重，原计划利用箱体横梁改造移动发掘平台的方式无法实现，为保障发掘工作进行，需对连接箱体起支撑作用的十三道横梁实施切除。为保证沉箱及遗址的安全，考古队对沉箱进行了应力检测，监测时间于3月开始，主要监测沉箱中部侧板及桁架斜撑的应力应变值，确保在割除沉箱顶部横梁及文物发掘过程中，钢沉箱和桁架的整体稳定。工作将持续到上表面完全清除，减轻沉箱内沙土压强后结束。根据监测结果，割除沉箱顶部横梁时，监测点均发生一定的应变值，应变增大最大值在400个微应变之内，根据钢结构相关规范，应力应变值在允许的变化值之内，钢沉箱及桁架整体稳性满足相关规范要求，可保证考古发掘与文物保护的安全。