1927年5月10日，斯文·赫定同考察團乘火車抵達歸綏，乘駱駝到包頭。這裏已先期集中了40噸的物資及250頭駱駝。
5月20日，旅行隊浩浩****沿著向把子補隆和五原方向的官道向西北方向前進，赫定在日記中記錄的這些戰後景象，“時常可見呈現衰敗景象的村莊，村莊殘垣斷壁，人們衣衫襤褸”，這是東北軍追擊西走的馮玉祥部造成的。
在公圖克村，赫定見到不久前墜毀的德航兩架客機的殘骸。德航開辟中亞航線的計劃就此告吹。
旅行隊到達昆都侖廟，折向北，沿昆都侖河穀翻越陰山，進入大草原。在茂明安旗，隊伍停下，四處分散考察，並在這裏設立了氣候觀測所。北京的中央氣象台對赫定等人的氣象測候很感興趣，要求他們每天向北京發布氣候報告。
在茂明安草原，中國學者黃文弼發現了秦長城遺址及城池，貝格曼發現一處石器時代遺址，收集了1000餘件器物。赫定則每天向中國的徐炳昶、黃文弼請教中國曆史，為即將到來的額濟納河考古做準備。
在這裏，最有收獲的是丁道衡發現白雲鄂博鐵礦。7月5日赫定接到丁道衡喜訊，報告在巴延博克圖(白雲鄂博)發現巨大鐵礦，“礦質雖未分析，全山皆為鐵礦所成。此礦為交換作用所成，前為石灰岩，後經潛水中含有鐵質者所交換而成。又經岩漿衝出，其他雜質皆氣化而去，故其質體極純。以衡推測，成分必在八九十分以上。全量皆現露於外，開采極易。”
那林在7月3日的信中也說：“神山，巴延博克圖，名副其實，整個南半壁都是純粹的礦石，鐵和錳，礦苗的地麵一直擴張到察罕鄂博廟，這已由我繪畫下來。”
赫定接到丁道衡和那林的報告後很高興，他在日記中寫道：“發現巨大鐵礦，這是中國福祉。”
7月22日，旅行隊再度出發，在陰山、烏拉山、狼山南北，烏拉特旗、潮格旗、阿拉善旗、額濟納旗境內行進，途經海流圖、東升廟、呼和溫都爾廟等地，赫定曾單獨到東升廟考察，這裏鼎盛時有900餘名喇嘛，現在喇嘛僅有20名，窮得一貧如洗。