1937年6月，思成、徽因和营造学社的莫宗江、纪玉堂一起，前往五台山寻找佛光寺。山西他们已经来过不止一次，行进的山西境内，沿途的景物风情，山村的各式人物，甚至那不太好懂的山西话，都能唤起他们近乎乡情的亲切感。

思成看待事物，更多的是科学、理性的探究和建筑学家的眼光。坐在汽车上看到一座塔，他会批评道：这塔的结构设计不合理，塔身高高耸起，而那不足度的“收分”，和重重过深过密的檐，使人得到不安定的印象。路过一座便桥，乘客下车步行过桥，空车从桥上开了过去，他仔细地观察着桥体，对徽因说：这桥堪称国产特然的工程———在柱上木架之上，安扎高梁秆，在高梁秆上再铺泥土，这样的结构居然有力量承载汽车，倒是值得注意。而徽因看事物，更多的是审美、感性的眼光：“……乡村各种浪漫的位置，秀丽天真。老的扶着拐杖，小的赤着胸背，沿路上点缀的，尽是他们明亮的眼睛和笑脸。一处山坡上，有人在走路，放羊，迎着阳光，背着阳光，投射着转的光影；近地里，孩子头上梳着三个小辫子的，乃至于五六个小辫子的，衣服简单到只剩下一个红兜肚，上面隐约绣有两三条花……”

进山后，他们就没有了这份闲情逸致。通往佛光寺的山路太难走了，崎岖不平的小路沿着陡峻的山崖迂回前伸，一边是绝壁，另一边是深崖，有时候，连毛驴都害怕得腿颤抖着不肯前行。他们只好卸下行李，拉着毛驴慢慢行进。就这样走了两天，他们到了一个小山村———豆村。佛光寺矗立在豆村的一片高坡上，黄昏柔和的光影勾勒出了它苍劲的轮廓。思成、徽因一行兴奋得心怦怦直跳：我佛慈悲，真的是一座年代久远的古建筑!只看那巨大、坚固而简洁的斗拱和高挑深远的屋檐，他们就可以下这样的结论。

佛光寺坐东朝西，南、北、东三面群峰环抱，西面地势阔而豁朗，整座寺庙显得气势不凡。进得山门，前后有两个院落，两个院落都很宽阔，殿、堂、楼、阁、窑、房、厩、舍井然有序。佛教以东为上，后院的东大殿是正殿。正殿面宽七间，进深四间，柱、额、斗拱、门窗、墙壁均未施油漆彩绘，而用土朱涂刷，看上去素洁古朴。

东大殿宽敞的佛龛上，共有35尊塑像，看上去像是一座仙林。其中的五尊主佛是释迦牟尼佛、弥勒佛、阿弥陀佛、普贤燕萨、文殊菩萨。主佛的四周，佛像环侍。大殿的两侧和后侧，分列着500罗汉的塑像。

让他们感到意外的是，在佛龛左边，还有一尊真人大小、身着便装的女人坐像。庙里的僧人告诉他们，这是篡们的武后的塑像。兴奋而疲惫的一行人，就在寺院里住了下来，开始了对佛光寺的考察测量。

斗拱、梁架、藻井以及雕花的柱础都一一看过，一切都显示出了晚唐建筑的特征。殿堂的墙上过去一定有很多壁画，他们推测，这可能是除敦煌之外，中国国内仅存的唐代壁画。

木构建筑最重要的部分是房屋的顶部结构，思成和助手们爬上了屋顶。这时，他们如获至宝般的惊喜。他们看到了过去只在唐代绘画中见过的双主缘结构，看到了古老的人字形“叉手”承脊栋———这种结构过去只从《营造法式》上读到过，如今在这里见到了真迹，也许这是国内仅存的孤例!