１２月２４日前后，一村民在楚王山主峰山坡石缝间发现新土，感到奇怪，但不了解此土的出处。村民还讲，这段时间，夜里曾有外地人到一号墓东侧采石场值班室借火点烟；白天也经常看到有外地人开车到楚王山打兔子。办案人员推测，应为盗墓团伙成员在监视盗洞是否被发现。
盗墓分子盗掘手段专业，方法十分巧妙。盗洞口位于已暴露的一段墓道的上方约１０米处，旁边有一棵树，便于拴系绳索。盗洞很小，洞口周围有深２０厘米的二层台，木板正好卡在此二层台上，木板基本上与地面平齐。木板两端各有一个铁丝抓手，便于掀盖，盖板上白天堆有石块进行伪装，极不易被发现。盗洞内的土被运到了距盗洞南２００米的主峰山坡上，盗墓者采用化整为零的方法，将土分别倒在山石间的缝隙内，甚至用石块掩盖起来，以防被人发现。
盗洞垂直向下，南北长１．２米、东西宽０．７米、深约１２米，两侧有脚窝。盗洞在深１２米处向西挖掘成横向盗洞，在横向盗洞深０．５米处，于南壁发现一耳室，耳室内的土基本上被盗墓者掏空，地上有一些被盗墓者丢弃的瓷器、铜器残件，可能是盗墓者在该耳室内发现了更为珍贵的文物，凭据经验，盗墓分子猜测相对的另一侧也应该有一个耳室，可能也会有一些较为珍贵的陪葬品。因此，该横向盗洞除继续沿墓道南壁向西延伸外，又向北开挖了一条南北向的盗洞。该盗洞横穿墓道，至北壁为耳室，长约７米。此盗洞对陪葬品造成了极大的破坏，盗洞内到处都是残破的器物碎片。南北向的盗洞长约１０米，西部尽头为墓道终点，并露出了保存完好的用塞石封堵的甬道口。由于盗洞口被突然发现，盗墓者还未来及打开主墓室。
因盗墓分子未料到会被发现，故洞内遗留了所有的作案工具：有专门打造的极锋利的铁锨、铁镐、铁钎；有用长幅布做成的用于拉土、上下人的调绳，调绳下接尼龙绳，尼龙绳每隔７０厘米左右打一个结，以便于抓握，尼龙绳下端连一蛇皮袋，口部包以细钢筋，以使口部撑开，便于装土。盗洞内遗留的物品还有：破毛巾被、手电筒、电池、手套、方便面袋、矿泉水瓶、饮料瓶及烟蒂等。由于盗墓者遗留物品的产地多为安徽，公安人员推测，盗墓者很可能为安徽人。
鉴于我国现行文物政策是“保护为主、抢救第一”，原则上帝陵、诸侯王陵墓都不允许进行发掘。楚王山汉墓群不仅为诸侯王陵墓，而且为全国重点文物保护单位，因此，楚王山汉墓群很难被批准发掘。为此，决定立即封堵洞口，以石块和水泥将