20世紀30年代初到中日戰爭爆發的幾年間，正應該是她和思成婚後最甜蜜的幾年，可是他們沒有將大好時光消耗在風花雪月、郎情妾意上，對他們來說，最好的約會地點就是一個新的建築遺址的發現地，最浪漫的約會行為就是在沙土中找到一塊佛像的殘骸。這期間，他們用腳步丈量了祖國大半河山，踏訪了十五個省份裏的兩百個縣，兩千餘處中國古代建築遺跡上留有他們標尺的痕跡，為中國古代建築研究奠定了堅實的科學基礎。這使得那些對徽因說三道四的人啞口無言。
從河北正定到山西汾陽、洪洞，從杭州六和塔到浙南武義宣平鎮和金華天寧寺，從河南洛陽龍門石窟、開封到山東曆城、章邱、泰安、濟寧，陝西西安、長安、臨潼、戶縣、耀縣等地……這一連串的地名在今日看，不過是飛機火車幾天的路程。而在當年，那個大多數地方還沒通火車、很多村鎮都沒有馬路的時代，毛驢就是最奢侈的交通工具。大多數時候，他們都是用雙腳走過重山，蹚過流水，各地的風沙撲向她光滑細膩的臉龐時，沒有因為她的閉月羞花有著一點點憐惜。可是，她沒有退縮。
當時的考察不像今天，有限的資金隻能提供簡陋的考察設備，照相和測量的儀器就是最重要的工具，其他的隻有些可伸縮的尺子和自製的玩意兒；常常饑一頓飽一頓，身上帶的幹糧不夠支撐全程的時候，在老鄉家吃一碗不知什麼材料做的黑乎乎的麵條就已經是難得的飽餐；相對於山間地頭的帳篷和吊床，蒼蠅亂飛、滿是牲口的客棧已經是不錯的住宿條件；並不和平的神州大地，四處流竄著殺人越貨的土匪盜賊；除了蚊蟲和蝙蝠，山上還有不少致命的猛禽毒蛇……可以說，每次考察的成功歸來，都冒了極大的生命危險。
可是徽因卻帶著極大的熱情歌頌著所看所感的一切：
……沒有動身之前不容易動。走出來之後卻就不知道如何流落才好。旬日來眼看去的都是圖畫，日子都是可以歌唱的古事。黑夜裏在山場裏看河南來到山西的匠人。圍著一個大紅爐子打鐵，火花和鏗鏘的聲響，散到四圍黑影裏去。微月中步行尋到田壟廢廟，劃一根取燈偷偷照看那瞭望觀音的臉。一片平靜。幾百年來，沒有動過感情的，在那一閃光底下，倒像掛上一縷笑意。
功夫不負有心人，這期間，他們出版了《清式營造則例》一書，發表了《閑談關於古代建築的一點消息》的散文，完成了六和塔重修計劃，做出了小雁塔的維修方案，發現了榆次宋代的雨花宮的建築年代……最重要的是，他們在考察唐代佛光寺的過程中，徽因意外地發現了這個千年古寺的建築時間和曆史價值。
中國的房屋大多是磚木構建，當時已不知是否還有唐代木構建築的存在。在當時的中國，發現最早的木構建築就是宋遼時期的，更早的木結構建築多毀於朝代的更替和連綿的戰火中，存於世上的尚未被人發現。在這段木構建築發現的空白時期，日本研究東方文化史的學者曾揚言，要想研究和考察宋遼時期以前的世界現存古代木構建築，隻有到日本奈良去，研究建於公元607年奈良的法隆寺。這樣的說法就是否認了遼闊的神州大地存在唐代木構建築。
作為建築史研究家，徽因和思成為這個現狀傷悲和遺憾，但始終不放棄希望，覺得能找到木構建築的代表。這不僅是為中國建築史增添一個資料，更是在日本人麵前為中國爭一口氣。
1937年，這對夫婦終於在法國人所著的《敦煌石窟圖錄》中看到了一點曙光，這本書中有兩幅畫，不僅描繪了五台山的山川和寺廟，還標注了寺廟名稱。他們不確定，這一點點線索能否帶他們找到那些唐代的寺廟，找到那唐代木質結構建築在中國的證據。他們已經經曆了太多次失望和無功而返，而千年的歲月對建築來說，不僅僅是風霜雨雪的侵蝕，更有戰火和滅佛運動的滅頂之災，更何況是不易保存的木質結構。但是，他們沒有因為希望渺茫就放棄，他們仍然在不斷尋找。
思成和徽因分析，佛光寺位置很偏僻，進山的道路又不好走，前來上香的善男信女必定不會很多，香火不旺的話寺廟就不會有翻修的可能。那麼，如果沒有天災的話，很可能保留下來。於是，6月份，他們帶了兩個助手，克服著思成的腿傷和徽因的肺病威脅，第三次進山西了。