秦始皇兵馬俑坑發掘工地，自確定建立博物館之後，逐漸形成了三支不同的隊伍——建館、發掘、鑽探。一切都在緊張地進行。
由於有了二號坑的意外發現，考古鑽探人員越發變得小心謹慎，同時也更富經驗。他們在一號、二號坑之間和四周展開了地毯式密探，每隔一米打一個探眼，終於在發現二號坑18天後——1976年5月11日，於一號兵馬俑坑西北側25米處，又探出三號兵馬俑坑，這一發現無疑又是一個極大的喜訊。1977年3月，考古人員對三號兵馬俑坑做了小型的試掘，發現這是一個形製和內容完全不同於一、二號坑的奇特的地下營帳。於是不得不費盡心思，小心翼翼地按照它原有的遺跡脈絡進行發掘。當它的廬山真麵目完全顯現出來後，人們才發現這是一個奇異的俑坑，整個建築麵積僅為300平方米，尚不到一號坑的二十分之一。但它的建築形製特殊，坑內結構高深莫測，令考古人員一時難以作出確切的結論。
從總體上看，一號俑坑平麵呈長方形，二號俑坑平麵呈曲尺形，唯有三號俑坑平麵屬於一個不規則的凹字形。它的東邊為一條長11.2米、寬3.7米的斜坡門道，與門道相對應的為一車馬房，兩側各有一東西向廂房，即南廂房與北廂房。遺憾的是，坑中陶俑的保存情況遠不及一、二號坑。一號坑陶俑雖然有被破壞的跡象，並有許多陶俑被打碎、陶片被移位、兵器被盜等現象，但這些陶俑的頭卻大部分留在坑內，經過修複後，陶俑缺頭者並不多。而三號俑坑的陶俑大部分沒有俑頭，陶馬的馬頭也同樣殘缺不全，坑內也不見殘破陶片的蹤影。由此，考古人員推斷三號俑坑曾遭受過比一、二號俑坑更加嚴重的洗劫。然而令人不解的是，三號俑坑的建築未遭火燒，而是屬於木質建築腐朽後的自然塌陷。這種奇特的現象又成為一個待解之謎。