Доусон не был простым дилетантом. Он состоял членом Геологического общества и в течение 30 лет, как почетный собиратель, посылал найденные им образцы в Британский музей. Доусон заметил, что в шахте добываются куски кремня того же самого цвета, что и фрагменты черепа. Потихоньку, в свободное от работы время он принялся раскапывать многообещающее место и через три года нашел еще один фрагмент того же черепа. Обрадовавшись, что находится на верном пути, Доусон решил показать находки своим хорошим знакомым: хранителю геологического отдела Британского музея сэру Артуру Смиту Вудворду и Пьеру Тейяру де Шардену – страстному любителю естественных наук и антропологии, который с 1908 года изучал богословие в иезуитском колледже, расположенном в близлежащем городке Хастингсе (в 1911 году он принял там сан священника). В феврале 1912 года Доусон написал Вудворду письмо в Британский музей, сообщая, что он «наткнулся на очень древний плейстоценовый пласт,[…] который, как я думаю, обещает быть очень интересным […] из-за части толстого человеческого черепа, найденной в нем, […] части человеческого черепа, которая будет соперничать с Homo heideibergensis». Всего Доусон нашел пять частей черепа. Для того чтобы они не раскрошились, он поместил их в раствор дихромата калия. Разумеется, узнавшие об уникальной находке друзья и единомышленники собрались вместе.
2 июня 1912 года в субботу Вудворд и Доусон вместе с Шарденом начали раскопки в Пилтдауне и вскоре были вознаграждены несколькими новыми открытиями. В самый первый день они нашли другую часть черепа – это была половина челюсти, такой же, как у современных орангутангов, но с более плоской поверхностью зубов, как у человека. Правда, поскольку верхний суставной отросток челюсти был отломан, невозможно было сказать, стыковалась ли эта челюсть с этим черепом, но цветом и фактурой поверхности они были похожи. Затем последовали другие находки – окаменелости костей именно тех животных, которые, как предполагалось, должны были быть современниками обезьяночеловека – слона, гиппопотама, мастодонта, ленивца, а также несколько кремневых орудий. Позднее Доусон писал: «Очевидно, что большая часть человеческого черепа была вдребезги разбита рабочим, который выбросил незамеченные куски. В кучах с пустой породой мы нашли столько этих частей, сколько смогли. В одном углублении в неповрежденном слое я нашел правую половину человеческой нижней челюсти. Насколько я мог судить, ориентируясь по дереву, растущему в 3 или 4 ярдах оттуда, это было то самое место, где несколько лет назад работали рабочие, когда была найдена первая часть черепа. Доктор Вудворд также выкопал небольшую часть затылочной части черепа на расстоянии ярда от того места, где была найдена челюсть и приблизительно на том же самом уровне. Челюсть была разбита по шву и стерта, возможно, когда она лежала в наносе и до полного отложения. На фрагментах нет или почти нет следов того, что они передвигались. На теменной части сохранился надрез, возможно, от кайла рабочего. Всего было найдено 9 частей черепа. Пять нашел я, а другие 4 – Вудворд, после того как он присоединился к раскопкам».
