在蒋孝琬的一再劝说和欺骗下，王道士终于答应了斯坦因的要求。“到了半夜，忠实的蒋师爷自己抱着一大捆卷子来到我的帐篷之内，那都是第一天所选出来的，我真高兴极了。他已经同道士约定，我未离中国国土以前，这些‘发见品’的来历，除我们三人之外，不能更让别人知道。于是此后单由蒋师爷一人运送，又搬了七夜，所得的东西愈来愈重，后来不能不用车辆运载了”。
这时王道士越来越后悔自己所做的一切，越来越害怕失去那些他认为十分神圣的卷子。因而向斯坦因宣称，要把这些“经”交给他是完全不可能的。因为这些“经”如果缺少的话，施主肯定会发现，所以他必须去和施主们商量商量，在此之前，不得采取任何进一步的行动。当晚王道士就把甬道上的经卷全部搬进藏经洞，并锁上了门。这使斯坦因大吃一惊，但感到庆幸的是，他已经到手的那些为数众多的珍贵绘画、非汉文写卷及其他文物仍在自己手里。在《沙埋契丹废址记》中，斯坦因这样写道：“我们所具有的优势是已经掌握有大量的手写稿和古文物，而且道士明显的愿望是获得数目可观的款项，所以我有理由宣称在这次外交斗争中我取得了基本成功。除了我从各种各样的包捆中挑选出的珍品外，他还同意给我50捆非常完好的汉经文卷轴和5捆吐蕃文的东西。为换得所有这些物品，约相当于500卢比的4块马蹄银递到了道士手中。”他们用两个晚上的时间，将已经到手的宝藏从密室中搬到了斯坦因的帐篷里。
得到这许多宝藏后，斯坦因就开始打包，准备运走，由于要精心地装箱，共用了一周的时间。这时，王道士又该去敦煌绿洲化缘了，否则就会引起施主们的怀疑。另外，他也想到外面去探探风声。一周之后王道士返回千佛洞，由于其秘密仍未泄露，王道士的声誉也一如既往，所以王道士也不再胆小怕事了。斯坦因乘机欺骗王道士说：把这些经卷幽闭在这里，迟早是会散失的，我把它们救出来，以供西洋学者研究，是很虔诚的举动。这样，斯坦因又从王道士手中得到了20个卷轴。随后，他们双方立约，“用施给庙宇作为修缮之需的形式，捐一笔款给道士作为酬劳”。
斯坦因在藏经洞骗得的宝藏，数量庞大，仅文书就装满了7箱，绘画和刺绣品共300多幅，装满了5箱。
正在这时，斯坦因的信使吐尔迪从于阗来到千佛洞，给他带来了大批的邮件，包括170封信，都需他处理。另外，敦煌的地方官告诉斯坦因，兰州的总督来了命令，指示地方官奉劝斯坦因在考古发掘中一定要注意外交礼节。再加上斯坦因在敦煌呆的时间过长，已引起了人们的警惕，因此斯坦因决定离开敦煌。6月13日，他率领由骆驼、马匹以及新增加的5辆马车所组成的浩荡队伍，满载着敦煌宝藏，离开了千佛洞，向安西进发。
斯坦因将盗劫的敦煌文物存放在安西，然后用两天时间走到万佛峡千佛洞，拍了两天照后，就向肃州（酒泉）进发了。因为他有一笔钱（2万卢比）托付给那里的道台保管。两周后，他到了肃州，考察了嘉峪关长城，并开始准备去新疆考察。
8月28****到了甘州（张掖），这是他所走的最东界线。在甘州呆了5天后，他又于9月25日回到安西。当斯坦因回到安西后，便给艾伦写信说：“非常高兴地完好收到了我六月份寄放在安西衙门的17箱古代手稿等。”由于斯坦因在敦煌的骗盗行为没有泄露，他便给王道士写了一张字条，蒋孝琬拿着字条又秘密地去了一次千佛洞。从王道士处得到了230捆手稿，其中包括3000件经文。在《斯坦因西域考古记》中，斯坦因说，这一次，王道士“还慨允蒋师爷代我所请，送给我很多的中文同西藏文写本，以供泰西学术上之需。十六个月以后，所有装满写本的二十四口箱子，另外还有五口内裹很仔细的装满了画绣品以及其他同样美术上的遗物，平安的安置于伦敦不列颠博物院，我到那时才真正的如释重负”。“此乃余最终之慰藉也”。
1907年10月斯坦因又诈骗了一批敦煌文物后，就率领他的考察队，满载着敦煌文物和其它丝路上盗掘的文物，走上了从哈密直通喀什噶尔的大路，而他本人则抄近路向吐鲁番进发，想在吐鲁番再有收获。
11月2日到达吐鲁番，他大概勘测了一下吐鲁番的遗址后，认为“好像靠近繁荣地方的吐鲁番的主要遗址都被德国人挖掘过了，除非难以接近的地方才逃过厄运”。
关于吐鲁番遗址，斯坦因说，这些遗址“德国人曾以独特的方式挖掘过，并且所有地方都挖掘得很彻底……大寺院、庙宇都是用学术盗宝者的方式挖掘的，简直没有使用任何考古学周密仔细的方法。凡最可能出土‘发现物’的地方都遭到这种挖掘”。因此，斯坦因估计，在吐鲁番不可能有大的收获，因为德国的格伦威德尔和勒柯克已将吐鲁番挖遍了。但“天意和运气”引导着斯坦因去了离吐鲁番盆地盐湖不远的地方，找到了一组未被德国人染指的小寺院。他“在这里挖掘出土了一些好的壁画、塑像碎块和注有日期的汉文、吐蕃文、回鹘文手稿”。
斯坦因在吐鲁番呆了16天，然后走了8天的商路到达焉耆。1908年1月17****抵达库车。“日本人、德国人、法国人和俄国人在这里工作了几年，我并不指望有很多工作机会，但为了得到‘迅速的启示’，我急于参观石窟和其他遗址……石窟让人失望，其壁画被那些道貌岸然的摧残艺术者和收藏家们破坏得残缺不全，这些毁坏的寺院和庙宇都受到潮湿空气的侵蚀，以至于日本人、德国人和俄国人以得到残片为满足。去年伯希和进行了一次彻底清理——至少在一个遗址里发现了重要的手稿”。由于斯坦因来晚了一步，库车已没有什么油水了。
3月斯坦因在和阗又开始挖掘寻找，他找到了一个小遗址，“我们全部清理了在古代已遭受许多苦难的4座佛寺，出土了属于唐代的木简等”。主要的收益是挖掘到了一些漂亮的壁画，“像和阗这样的地方，每一件画片都有价值”。
在回国前返回和阗，是斯坦因早就计划好了的。当他还在敦煌时，就于3月30日写信给英国朋友要求其代购礼品，其中有一件织锦是准备送给潘大人的，一块表是计划送给蒋师爷的，并在盖子里面刻了字：“M·A·斯坦因博士将它作为对1906年至1908年为探险献身的学术贡献的感激和真诚敬重的纪念品赠予蒋师爷。”
在斯坦因眼里，潘大人——潘震作为一名中国的地方官，不仅是他的朋友，而且最主要的是他学术活动的支持者，因此他专门去了一次阿克苏拜访潘大人。当然他不仅仅是为了去感谢潘大人，而是还有所求。1908年6月9日在给艾伦的信中就说：为了“得到我诚实的蒋奋斗了25年的官府雇用的机会……所以我拟就了蒋的服务和对我全部帮助的详细报告，呈递给乌鲁木齐的都督。潘大人认真地考虑了蒋的打算，并不怕麻烦地彻底修改信的内容和风格，他也同意用自己的名义和信封呈递给最高当局以明显表示支持”。由此可见，斯坦因对帮他盗劫敦煌文物的蒋师爷是多么感激、关心，也从另一个侧面说明，蒋孝琬是敦煌文物外流的“关键人物”之一，如果没有他的大力帮助，斯坦因可能就不会那么顺利地诈骗、盗劫去大量珍贵的敦煌文物。
斯坦因去阿克苏，一方面是为了拜访潘震，另一方面是考察。当4月19日到达麻扎塔格时，找到了一个遗址，“在堆积的麦草和难闻的垃圾层里，意外地出现了藏文木简和文书、汉文和古于阗文文书，甚至还有几件钵罗钵语（中世纪古波斯语）和回鹘文文书。总数达到900件……烂文书是常见的，但文书、过境通行证、征用令以及诸如此类的东西保存得相当完好。钱币和带有日期的文书，表明吐蕃人公元8世纪曾作为一个边境守卫要塞占领过这个地方”。在麻扎塔格挖掘后，斯坦因便于5月1日赶到了阿克苏。
在阿克苏办完事后，斯坦因用5天时间到了莎车，然后于6月9日到达和阗，他要在这里对其“发现物”编目、装箱，并在箱子上包马口铁。每一件“发现物”他都得登记、包装，每一块嵌板都要小心地“加固”，每一张易损的绢画都要谨慎地卷在棉胎里，而蒋孝琬则对文书按“题署”进行登记。到了7月中旬，“包装已全部完成，整个古物箱子凑成了钾个相当重的马驮子。所有珍贵些的箱子包了锡皮。我希望他能够防水。30只箱子装满了手稿和其它木简等。蒋只完成了。1／3的千佛洞文书”。
装箱工作结束后，斯坦因于8月1日离开和阗回国，此时，蒋孝琬已被马继业任命为英国驻喀什噶尔领事馆的中文秘书了。回国途中于10月12日到达列城，由于斯坦因的脚趾被冻坏，10月14日在列城做了手术，左脚脚趾上的皮肤虽然部分冻坏了，但不会留下痼疾，右脚脚趾已开始变成坏疽，因此不得不将右脚两个中间的指头和其余指头前面的关节全部截去。大夫向斯坦因保证，留下3个指头的大部分，完全可以行走和爬山。在列城休养了一段时间后，斯坦因于11月底回到了印度。
在印度，斯坦因受到了政府有关部门的欢迎。有一天，皇家亚洲学会孟买分会通知斯坦因：新近刚为纪念约翰·坎贝尔爵士而设立的东方研究金质奖章，第一次将颁发给他。
1909年1月初，斯坦因离开印度，他先到维也纳看望嫂子，几天后到达“故乡”布达佩斯，最后经巴黎于1月下旬回到伦敦。这时他考古的“发现物”已运到伦敦，保藏于大英博物馆。这样斯坦因的第二次中亚探险考察就算是“圆满”结束了。
回到伦敦后，斯坦因拜访了外交部秘书，请求印度政府向中国官员表示，感谢他们的帮助：
“如果中国各地方官——没有在运输、供应、发掘工人等各方面向我提供最有效的支持”，那就不可能“获得我有幸在内务部向印度政府报告的那些考古地理成果”。他列举出乌鲁木齐的新疆巡抚、兰州府的甘肃总督、阿克苏道尹潘大人、肃州县官、敦煌县尹等人，“我确信对他们的贡献予以适当评价，会对这些行政官员有利，同时间接地也有利于将来的英国旅行者”。
第二次探险结束后，斯坦因于1911年11月写出了这次考察的个人笔记——两卷本的《沙埋契丹废址记》，1912年在伦敦出版；其正式的考古报告是《西域考古图记》，又译为《塞林提亚》，副题为《在中亚和中国西陲考察的详细报告》，共5卷，于1921年由英国**************出版。
《西域考古图记》近300万字，分为5卷，第1卷至3卷为正文，详尽记录了其探险过程，重大发现和研究成果，第4卷为重要文物照片，第5卷为实测考察地图。本书还附有各相关专家对各专题的专门研究成果，因而在提供大量实物史料的同时，对于中亚及中国西北历史地理、敦煌学、丝路学及中西交通史的研究也具有一定的参考价值。由于本书是斯坦因第二次中亚考察的考古报告，因此它又是其关于第一次探险的详细报告《古代和阗》的续编。《西域考古图记》一书，目前已由中国社会科学院考古研究所主持翻译，广西师范大学出版社出版。