1937年卢沟桥事变之后，中日战争爆发。在周口店的挖掘工作被迫中断，但研究人员还可在设在北平协和医院的新生代研究室对化石进行整理研究。到1941年日美关系日趋紧张。在当时被日军占领的北平，日军开始占领中立国美国驻北平的一些机构。存放和保管北京猿人头盖骨化石的北平协和医院虽属美国财产，但看来也难以幸免。在这种情况下，新生代研究室决定为北京猿人化石找一个更为安全的存放地点。[34]
当时有三种处理方案。第一，把化石运往抗战的后方重庆，但在战争环境下，长途运送安全难以保证；第二，在北平就地掩埋，但在沦陷区安全同样无法保证；第三，运往美国保存。从当时的情况看，第三种处理方案是最好的选择。
据古人类学家胡承志回忆，由于在合作挖掘化石时中美签的合同规定，在周口店发掘的所有化石都是中国财产，禁止运送出境。所以当时美国公使馆的人拒绝接收。后经国民政府协调，远在重庆的美国驻华大使同意并授权，驻北平的美国公使馆才接收这批珍贵的古人类化石，并准备将其安全运往美国保存。
1941年12月5日凌晨，一列美国海军陆战队专列驶出北平，据说车上装有北京猿人头盖骨化石。按计划列车到秦皇岛后，化石运到“哈利逊总统”号轮船，然后运往美国。此次托运的负责人是即将离华赴美的海军陆战队退伍军医弗利，两箱化石就是被混装在他的27箱行李中被送上火车的。弗利说：这件事在当时相当秘密。在秦皇岛，弗利的助手戴维斯负责接收这批特殊的行李。戴维斯说：我去取了那些行李，有27箱，我把它们都放在了我的房间里。弗利等待着第二天坐“哈里逊总统”号回国。然而第二天，也就是1941年12月8日，日本偷袭珍珠港，美国对日宣战，太平洋战争爆发了。日军迅速占领了美国在华的机构，美海军陆战队在秦皇岛的兵营也被日军侵占，弗利和戴维斯成了俘虏。在天津的战俘营中，弗利他们陆续收到从秦皇岛兵营运送来的行李，但北京猿人头盖骨已不见踪迹。