一九二七年一月，梁启超给正在哈佛大学学习考古学的儿子梁思永的信中说：今天李济之（李济）回到清华……他们演说里头还带着讲“他们两个人都是半路出家的考古学者（济之是学人类学的），真正专门研究考古学的人还在美国——梁先生之公子”。我听了替你高兴又替你惶恐，你将来如何才能当得起“中国第一位考古专门学者”这个名誉，总要非常努力才好。
从这里我们不难看出，梁思永进入“中央史语所”后，会得到傅斯年和李济怎样的重用和重视。
一九三一年三月二十一日，停了一年的殷墟第四次发掘到底还是开始了，因为这一次有梁思永参加，被后来的学者称之为殷墟的第一次科学开挖。因为从这一次开始，采用了梁思永依据土质土色不同划分地层进行发掘，而不是之前殷墟发掘所采用的人为划分水平地层的方法。以后我们会知道，这样的改变，对中国的考古学，具有怎样的意义。
这一次的发掘虽然还是李济主持，但是，从开挖方式的改变可以看出，很多的主导意见是来自梁思永。从这里，更加可以看到，李济的胸怀若谷和高洁的人品。
第四次发掘，主要地快分为三个，即小屯村北、四盘磨、后冈。重点还是小屯村北，发掘，时分为A、B、C、D、E五区，分别由梁思永、郭宝钧、董作宾负责。开探沟一百七十五个，面积大约一千四百七十平方米，发现大片版筑基址、房子、灰坑及墓葬（18座），出土甲骨文七百八十二片，青铜武器、工具及铸铜陶范，陶器有白陶、釉陶、灰陶等，还出土有玉石、骨牙、蚌器等。坑E10中出土大量兽骨，邮鹿头刻辞、虎头骨、象牙床、鲸背胛、牛骨及鹿骨等。尤以象骨及鲸骨的发现，对于研究商代的动物群以及当时的气候、生态环境与交通更具有重要意义。
第四次发掘可谓阵容强大，吴金鼎也参加了，并且也很被看重。他和李光宇负责四盘磨的发掘。开挖了探沟二十一个，发掘面积一百余平米，发现灰坑、墓葬等，出土陶器、铜器、石器、蚌器等。
第四次发掘的最大亮点是后冈发掘，是从四月初开始的，由梁思永负责，参加人吴金鼎、刘燿等。
发掘地点在冈顶附近，以顶点为原点向四方发展，开坑二十五个，面积约二百一十六平方米。发现白灰面房子、窖穴等，出土彩陶、黑陶、灰陶、以及骨器、石器、蚌器，并出土一块字骨。这是小屯以外第一次甲骨文字的发现。
这次发掘的最主要的收获是这里直接叠压的地层关系。
对后冈的发掘梁思永与吴金鼎是有备而来的。一九三零年秋，在济南龙山镇城子崖的第一次发掘，吴金鼎作为城子崖遗址的发现者参加了发掘工作，梁思永虽然未参加此次发掘，但参与了报告的编写工作。可以说，两人对城子崖的材料了然于心。后冈发掘前，梁思永与吴金鼎到后冈勘察，地面采集到很多与城子崖相似的陶片。这是当时发掘后冈主要动因。
是的，他们已经接近考古历史上的一个重大的发现了，只是风云突变。
这一年的五月初，原本已经投降蒋介石的西北军石友三部突然叛变，与中央政府决裂，他们竟认为中研院在安阳的发掘小组是奸细。于是一九三一年五月十二日，全体人员迅速撤离了安阳，第四次发掘宣告结束。
但是，所谓东方不亮西方亮，殷墟不行了，还有城子崖。
山东古迹研究会随即于一九三一年十月九日，开始了城子崖第二次发掘。
这次带队的是梁思永、吴金鼎两位年轻的考古学家以及王湘等人。
第一次发掘，因为李济和董作宾知识结构的局限，以及在相关考古发掘技术上的缺陷，发掘工作存在一定短板。但是，作为留美归来并掌握了现代考古知识与手段的梁思永，已经完全突破传统考古认知和方法，尤其在田野考古方面，填补了李济、董作宾等老一代考古学家留下的空隙。
李济对梁思永在这方面的贡献十分认可。他曾经这样说：“梁君是一位有田野工作训练的考古学家，并且对于东亚等考古问题做过特别的研究。两年来他对于考古组的组织上和方法上均有极重要的贡献。”
梁思永在主持城子崖第二次发掘时，对考古操作改革多涉及田野考古之细节，如：每坑作业工人降至最低限度以提高效率；以布袋代替麻纸包装，既可多次使用节约又不易损坏而紊乱；改善出土物标签的记录方式，详细标明出土地点等等。但梁思永在城子崖很重要的贡献是在出土物整理与报告编写方面，主要由他构建的整理方法及报告编写体例，开创了中国考古报告的先河，此与他早年曾整理研究过李济所发掘的西阴村资料有着很大的关系。
到了城子崖第二次发掘后期，暴雨突至，雨水迅将几个已经挖掘了一米多深的探坑全部灌满。根据以往经验和办法是等待坑水全部自然干涸后，才能继续发掘，这样至少要等一个星期的时间。